Un panneau solaire est un ensemble de cellules solaires, et même si vous pouvez construire un panneau avec des cellules que vous achetez en ligne, il est plus cool et plus instructif de construire vos propres cellules. matériaux trouvés. Avec un peu plus d'une feuille de cuivre clignotant et un peu d'eau salée, vous pouvez générer un courant électrique mesurable à partir de la lumière du soleil. En soi, ce type de cellule ne génère pas beaucoup d'électricité, mais si vous deviez en construire plusieurs et les câbler en série, vous pourriez développer suffisamment de courant pour charger une batterie ou allumer une ampoule.
Théorie Derrière la cellule de cuivre
Quand Heinrich Hertz a découvert l'effet photoélectrique, il n'avait pas accès à des puces de silicium dopées, mais il avait des plaques de métal. L'une des plaques peut avoir été du cuivre qui s'est oxydé par exposition à l'atmosphère parce que l'oxyde cuivreux était l'un des premiers matériaux observés à montrer ce phénomène. Il est assez facile de déposer une couche d'oxyde cuivreux sur une plaque de cuivre. Tout ce que vous avez à faire est d'ajouter de la chaleur.
L'oxyde cuivreux est un semi-conducteur, et si vous plongez la plaque dans l'eau salée et l'exposez à la lumière du soleil, les électrons s'écoulent de la plaque dans l'eau salée. Réglez une plaque de cuivre propre dans l'eau pour agir comme une anode, et les électrons coulent à cela. Si vous connectez les deux plaques avec un compteur, les électrons retournent à la plaque d'origine à travers le compteur, et le compteur enregistre le courant électrique.
Préparer la plaque de cuivre
Vous aurez besoin environ un demi-pied carré de clignotant de cuivre pour ce projet, que vous pouvez trouver dans la plupart des quincailleries. Coupez-le en deux morceaux égaux, en utilisant des cisailles de ferblantier. Laver les pièces de cuivre avec du savon et de l'eau pour enlever la graisse, puis placez une feuille sur le brûleur d'une cuisinière électrique. La pièce doit être suffisamment grande pour couvrir le brûleur.
Allumez la chaleur à son réglage le plus élevé et regardez. Les couleurs sur le morceau de cuivre s'intensifient, puis commencent à s'assombrir avec un revêtement d'oxyde cuivrique. Attendez que le cuivre devienne noir, puis laissez-le cuire pendant 30 minutes supplémentaires. Éteindre le feu et laisser refroidir le cuivre sur le brûleur. Pendant le refroidissement de la plaque, le cuivre et l'oxyde cuivrique rétrécissent à des vitesses différentes, et le revêtement noir commence à s'écailler. Lorsque la plaque est complètement froide, retirer la plaque et brosser délicatement tout le matériau qui s'écaille. En dessous se trouve une couche rouge d'oxyde cuivreux. Ne le frottez pas - c'est la couche semi-conductrice dont vous avez besoin.
Une cellule solaire dans une bouteille
Une bouteille en plastique transparent d'un litre constitue un conteneur approprié pour votre cellule solaire . Coupez la bouteille autour du milieu et retirez le dessus pour avoir un contenant ouvert. Plier la plaque de cuivre que vous avez chauffée dans un demi-cercle et l'insérer dans la bouteille de sorte qu'il repose contre le côté. Le côté qui était vers le haut sur le brûleur devrait faire face à l'extérieur de la bouteille. Pliez la plaque de cuivre que vous n'avez pas chauffée dans une forme similaire et placez-la dans le côté opposé de la bouteille. Les plaques ne doivent pas toucher.
Mélanger deux cuillères à soupe de sel de table dans un verre contenant environ 2 tasses d'eau tiède et remuer jusqu'à ce que le sel se dissout. Versez l'eau salée dans la bouteille en plastique en la remplissant aux 3/4 environ. Le dessus des plaques de métal doit être au-dessus de l'eau afin que vous puissiez fixer des pinces crocodiles. Votre cellule est maintenant prête à produire de l'électricité.
Prenez la cellule à l'extérieur et placez-la sur une table afin que la plaque oxydée soit face au soleil. Connectez un compteur aux plaques avec des pinces crocodiles et réglez le compteur pour enregistrer les microampères de courant. Lorsque la cellule est en plein soleil, le compteur doit enregistrer entre 33 et 50 microampères. Commutez le compteur pour mesurer les volts et vous devriez remarquer une tension d'environ 0,25 volts. Pour calculer la puissance maximale (P) délivrée par la cellule, multipliez le courant maximal (I) par la tension (V) pour obtenir 0,00005 ampères x 0,25 volts = 0,0000125 watts ou 12,5 microwatts. La formule qui exprime cette relation est P = V x I.
Les cellules filaires ensemble pour augmenter la puissance
Un panneau solaire est simplement un réseau de cellules solaires câblées en série. Bien que les cellules sur les panneaux commerciaux soient plates, il est possible de créer un type de panneau constitué de cellules dans une bouteille. Commencez avec deux cellules de bouteille. Connectez l'anode sur l'une d'entre elles, qui est la plaque de cuivre propre, à la cathode de l'autre, qui est la plaque avec le dépôt d'oxyde de cuivre, en utilisant un fil avec des pinces crocodiles. Connectez le compteur aux deux plaques qui ne sont pas connectées. Puisque vous doublez la tension en câblant deux cellules en série, vous avez doublé la puissance de votre matrice en utilisant la formule P = 2V x I. Vous pouvez connecter autant de ces cellules en série que vous le souhaitez. Chaque nouvelle cellule augmente la tension de 0,25 volts.
