태양 전지

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태양 전지는 태양의 에너지를 전기로 변환하는 장치이다. Radio Shack 및 기타 상점에서 구입할 수있는 고성능 태양 전지판은 특수 처리 된 실리콘으로 만들어졌으며 거대한 공장, 고온, 특수 청소 및 많은 돈이 필요합니다.
철물점의 재료로 주방에서 자체 태양 전지 패널을 만들 수있는 효율성을 희생하려면 약 1 시간 안에 작동하는 태양 전지 패널을 시연 할 수 있습니다.
우리의 태양 전지판은 실리콘 대신 산화 구리로 만들어졌습니다. 구리 산화물은 과학자들이 광전 효과를 발견 한 최초의 재료 중 하나이며,이 재료에서 빛이 전기를 흐르게합니다.
광전 효과를 설명하는 방법에 대한 생각은 Albert Einstein이 노벨 물리학상과 상대성 이론으로 이끈 이유입니다.
재료
1. 철물점의 구리판. 보통 약 150 루블입니다. 우리는 약 45 평방 미터가 필요합니다.
2. 두 개의 악어 클립.
3. 민감한 마이크로 전류계는 10에서 50 마이크로 암페어 사이의 간격을 측정 할 수 있습니다. Radio Shack은 LCD 모니터와 함께 작은 멀티 미터를 판매하지만 일반적인 것을 사용할 수 있습니다.
4. 전기 오븐. 주방 스토브는 가스이므로 약 750 루블의 나선형으로 작은 전기 스토브를 구입했습니다 .700 와트의 작은 버너는 작동하지 않을 것입니다-버너가 빨간색으로 바뀌려면 최소 1100 와트가 필요합니다.
5. 절단 목이있는 플라스틱 병. 나는 2 리터의 생수를 사용했습니다.
6. 식염. 우리는 두 스푼이 필요합니다.
7. 수도꼭지의 물.
8. 그런 노즐로 연마 지 또는 천공
9. 판금.
제조.
버너가 있습니다.
먼저 전기 스토브의 크기가되도록 구리 조각을 잘라야합니다. 기름기 나 다른 얼룩이 생기지 않도록 손을 씻으십시오. 또한 구리 시트를 세제로 씻어서 그리스 나 기타 얼룩을 씻어 내고 사포 나 연마 브러시를 사용하여 구리 시트를 완전히 제거하여 황화물이나 기타 가벼운 부식을 제거하십시오.
그런 다음 타일 (전기)에 깨끗한 구리 시트를 놓고 최대로 켭니다.
구리가 가열되어 산화되기 시작하면 표면에 아름다운 붉은 주황색 반점이 나타납니다.
구리가 더 많이 가열되면 여러 가지 반점이 검은 구리 산화물로 대체됩니다.
나선이 이미 빨간색이면 모든 색상이 사라집니다.
버너가 연소되면, 구리 시트는 흑색 산화 구리로 코팅 될 것이다. 반 시간 동안 더 요리하면 검은 코팅이 두껍게됩니다. 두꺼운 코팅은 쉽게 벗겨지고 얇은 코팅은 구리에 달라 붙지 않으므로 중요합니다.
30 분 동안 요리 한 후 버너를 끕니다. 버너에 뜨거운 구리를 두어 천천히 식히십시오. 너무 빨리 식히면 검은 산화막이 구리에 달라 붙습니다.
구리가 식 으면 수축합니다. 검은 구리 산화물도 줄어 듭니다. 그러나 서로 다른 속도로 압축되어 검은 산화 구리가 각질을 제거합니다.
곧 큰 조각이 떨어질 것입니다.)
구리가 실온으로 냉각되면 (약 20 분 소요) 대부분의 검은 산화막이 사라집니다. 흐르는 물에서 손으로 쉽게 청소하면 대부분의 작은 조각이 제거됩니다. 완고한 얼룩을 벗기고 시트를 구부리지 마십시오. 얇은 산화 구리 층을 손상시킬 수는 있지만 필요합니다.
나머지 어셈블리는 매우 빠르고 쉽습니다.
두 번째 구리 시트를 첫 번째 (가열 된) 크기로 자르고 두 부분이 서로 닿지 않도록 플라스틱 병에 맞도록 조심스럽게 구부립니다.
악어를 두 접시에 붙입니다. 순수 구리에서 플러스로 와이어를 연결하고, 플레이트에서 와이어로 산화물을 마이너스로 연결하십시오.
이제 약간 뜨거운 물에 소금 2 큰술을 섞습니다. 모든 소금이 녹을 때까지 저어줍니다. 혼합물을 병 (플레이트가있는 곳)에 부드럽게 부어 플레이트 가장자리에서 약 2.5cm 떨어진 곳에 두십시오.
위의 사진에서 완성 된 태양 전지 IN SHADOW, 전류계는 약 6 밀리 암페어를 보여줍니다. 그러나 어둠 속에서도이 배터리는 몇 밀리 암페어를 줄 것입니다))
이 사진은 배터리가 밝은 곳을 나타내고 전류계는 34 밀리 암페어를 나타내며 때로는 배터리가 50 밀리 암페어 이상을 줄 수 있습니다.
어떻게 작동합니까?
산화 구리는 반도체입니다. 전기가 자유롭게 흐를 수있는 중간 도체와 전자가 원자에 강하게 결합되어 자유롭게 흐르지 않는 절연체입니다.
반도체에는 원자에 강하게 결합 된 전자와 원자에서 더 멀리있는 전자 사이에 밴드 갭 (band gap)이라고하는 틈이있어 자유롭게 이동하고 전기를 전도 할 수 있습니다.
전자는 금지 구역에 머물 수 없습니다. 전자는 약간의 에너지 만주고 원자의 핵에서 밴드 갭으로 이동할 수 있습니다. 전자는 핵으로부터 멀리, 금지 구역 바깥으로 이동할 수있는 충분한 에너지를 받아야합니다.
마찬가지로, 밴드 갭 외부의 전자는 약간의 에너지를 잃을 수 없으며 핵에 조금만 떨어질 수 없습니다. 이것은 금지 구역을 넘어 전자가 할 수있는 영역으로 떨어지기에 충분한 에너지를 잃어야한다.
햇빛이 산화 구리에서 전자에 부딪히면 일부 전자는 햇빛으로부터 충분한 에너지를 받아 금지 구역을 뛰어 넘어 전기를 전도 할 수있게됩니다.
자유 전자는 소금물로 이동 한 다음 깨끗한 구리판, 전선, 전류계를 통해 산화 판으로 이동합니다.
전자가 전류계를 통해 움직일 때, 우리는 일 (암페어)을 본다. 그림자가 태양 전지에 떨어지면 전자가 느리게 움직이고 밀리 암페어가 더 작아집니다.
에너지에 관한 메모. 
배터리는 0.25 볼트에서 50 밀리 암페어를 생성합니다.
이것은 0.0000125 와트 (12.5 마이크로 와트)입니다.
전구를 밝히려고하지 마십시오))) 집에 불을 밝히기 위해 몇 에이커의 배터리가 필요할 것입니다.
0.01 평방 미터 배터리의 경우 0.0000125 와트 (12.5 마이크로 와트) 또는 평방 미터당 1.25 밀리 와트. 100 와트 전구를 비추려면 햇볕에 쬐인쪽에는 80,000 평방 미터의 구리 산화물이, 어두운 전극에는 80,000 평방 미터의 구리가 필요합니다. 1,000 와트 퍼니스를 제어하려면 80 만 평방 미터의 산화 구리와 800,000 평방 미터의 일반 구리 또는 1,600,000 평방 미터가 필요합니다. 그것이 집의 지붕에 고정되어야한다면, 각 집의 길이는 282 미터, 폭은 282 미터로 전기가 필요한 모든 것을 수용 할 수 있었으며 스토브가 하나있었습니다.
1,600,000 평방 미터의 면적은 17,222,256.7 평방 피트입니다. 구리 피복 비용이 평방 피트 당 5 달러 인 경우 구리만으로는 86,110,283.50 달러가 소요됩니다. 두께의 10 분의 1을함으로써 $ 8,611,028.35로 줄일 수 있습니다. 대량 구매하기 때문에 절반 또는 약 $ 4,300,000.00에 구입할 수 있습니다.
와트 당 4 달러의 실리콘 태양 전지판을 사용했다면 4,000.00 달러에 동일한 퍼니스를 운영 할 수 있습니다. 그러나 그룹은 약 10 평방 미터에 불과했습니다.
또는 약 1 달러의 비용으로 알루미늄 호일과 판지로 태양열로를 만들 수 있습니다. 약 $ 20 정도면 아주 멋진 알루미늄 포물선 태양 밥솥을 만들 수 있습니다.
플랫 태양 전지
나는 더 휴대용 버전의 태양 전지판을 평평한 형태로 만들었다. CD 커버의 투명 플라스틱 커버를 창과 실리콘 접착제 (일반 실란트를 사용할 수 있음)로 사용하여 부품을 서로 연결하고 서로 분리했습니다.
첫째, 우리는 첫 번째 부분에서와 같이 구리 산화물을 만들고, 산화 구리 판의 모서리에 절연 구리선을 납땜하면 마이너스 (음극)가됩니다.
양극판은 크기가 산화물보다 약간 큰 U 자른 순수 구리 조각입니다 (아래 그림의 방법을 이해할 것입니다))) 우리는 전선을 모서리에 납땜합니다.
먼저 구리판 U를 플라스틱 창에 붙입니다. 많은 실리콘 접착제를 사용하면 바닷물이 새지 않습니다. 사진과 같이 솔더 조인트가 접착제로 완전히 덮이거나 U 접착제 외부에 있는지 확인하십시오 (접착제로 완전히 코팅하는 것이 좋습니다).
아래 사진은 태양 전지판의 뒷면 (태양을 향하지 않는면)을 보여줍니다.
아래 사진은 태양 전지판의 앞면 (태양을 향한면)을 보여줍니다. 구리의 일부가 궁극적으로 바닷물과 접촉해야하기 때문에 실리콘 접착제는 구리를 완전히 덮지 않습니다.
우리는 순수한 구리 판을 접착제로 붙입니다. 이 층은 순수한 구리판과 산화 판 사이의 절연체 역할을하며, 바닷물을위한 작은 공간을 남기기에 충분한 두께 여야합니다. 다시, 모든 구리가 코팅되는 것은 아니므로 물과 접촉하는 구리가 많이있을 것입니다.
산화막을이 층에 부드럽게 붙입니다. 접착제가 틈새를 감싸도록 두 번 눌러야하지만 두 판이 닿을 정도로 많이 눌려서는 안됩니다.
아래 사진은 태양 전지판의 뒷면 (태양을 향하지 않는면)을 보여줍니다.
아래 사진은 태양 전지판의 앞면 (태양을 향한면)을 보여줍니다. 소금물을 붓는 것처럼 파이프를 형성하기 위해 접착제를 추가했습니다.
사진은 물 주위에 물이 새지 않도록 주변 둘레에 추가 접착력을 나타내지 않지만 그렇게해야합니다. 다음 단계로 진행하기 전에 접착제를 말리십시오.
그런 다음 큰 점 적기를 사용하여 바닷물을 추가하십시오. 물이 거의 쏟아 지도록 배터리를 거의 구리판 상단에 채우십시오. 그런 다음 접착제 한 방울로 구멍을 밀봉하고 접착제를 적어도 30 분 동안 말리십시오.
위의 사진에서 밝은 햇빛 아래에서 평평한 태양 전지 패널이 작동하는 것을 볼 수 있습니다. 약 36 마이크로 암페어를 제공합니다. 또한 플레이트의 가장자리 주위에 여분의 접착제 구슬과 파이프 상단이 채워지는 것을 볼 수 있습니다.
마지막으로 다른 사진에서는 작가의 그림자입니다. 전류계는 햇빛이 떨어지지 않기 때문에 이제 약 4 마이크로 암페어를 표시합니다.
출처 : samodelka.ucoz.ru

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비디오 시청: 태양 전지는 어떻게 작동할까? (할 수있다 2024).