تقوم الخلايا الشمسية بتحويل طاقة الشمس إلى طاقة، تمامًا كما تقوم النباتات بتحويل الطاقة الشمسية إلى طعام من خلال عملية التمثيل الضوئي. تعمل الخلايا الشمسية باستخدام الطاقة الشمسية لتمكين أشباه الموصلات من الانتشار من مدارات قريبة من النواة إلى مدارات أعلى، حيث يمكن توصيل الكهرباء. يتم استخدامه كمادة أشباه الموصلات في الخلايا الشمسية التجارية. وفي هذه المقالة سوف تتعلم كيفية استخدام المواد التي يمكن الوصول إليها لصنع الخلايا الشمسية ومعرفة كيفية عمل الخلايا الشمسية.
كيف احصل على ثاني أكسيد التيتانيوم
اجمع مسحوق الدونات. قم بشراء زجاجة من مسحوق الدونات الأبيض لأن المسحوق يحتوي على مادة كيميائية تسمى التيتانيوم (Tio2)، وهي مفيدة لصنع الخلايا الشمسية.
محلول السكر. لسوء الحظ، سيكون ثاني أكسيد التيتانيوم الذي تسحبه من مسحوق الدونات غير نقي لأنه يختلط بالدهون. قم بتحويل المسحوق إلى ماء دافئ ومرره من خلال مرشح (مرشح يعمل بشكل طبيعي) لإزالة السكر، لأن السكر يذوب في الماء ويمر مباشرة عبر الفلتر، فيصبح الخليط المتبقي خليطًا من ثاني أكسيد ودهون. استخدم حوالي خمسة أكواب من الماء لكل خمسة دونات.
طريقة التخلص من الدهون
الدهون غير قابلة للذوبان في الماء، لذلك ستبقى مختلطة في التيتانيوم بعد الترشيح. لحسن الحظ، من السهل جدًا الإزالة، وضع المسحوق على طبق ساخن على درجة حرارة 260 درجة مئوية لمدة 3 ساعات حتى تتبخر الدهون وتترك مسحوق ثاني أكسيد التيتانيوم.
كيف استخدم زجاج موصل
يتم طلاء معظم الزجاج الموصل ببقايا أكسيد قصدير الإنديوم، مما يسمح لسطح الزجاج بتوصيل الكهرباء بدلاً من العزل. يمكنك شراء زجاج موصل من متجر للطاقة الشمسية عبر الإنترنت. عادة ما تكون 2.5 × 2.5 سم مربع.
كيفية تحضير محلول ثاني أكسيد التيتانيوم
أضف الإيثانول إلى ثاني أكسيد التيتانيوم في وعاء كبير وحركه، لكن يجب أن تستخدم أنقى إيثانول يمكنك العثور عليه. ثبت أن الإيثانول المستخدم في المختبر هو الأفضل، ولكن في الحالات القصوى يمكن أيضًا استخدام الفودكا أو أي شراب، استخدم حوالي 1 مل من الإيثانول لكل دونات، وقم برج المحلول وتقلبه في وعاء زجاجي كبير.
قم بتغطية الزجاج
ضع طبقة من الشريط اللاصق على الجوانب الثلاثة للزجاج، حيث سيساعد ذلك في التحكم في عمق الغطاء واستخدام قطارة لوضع كمية صغيرة من محلول ثاني أكسيد التيتانيوم على سطح الزجاج. استخدم شريحة مجهرية لكشط السائل الزائد بحيث يشكل طبقة رقيقة فقط، ثم كرر العملية عشر مرات. يجب أن تكون كل قطرة كافية لتغطية طبقة من الزجاج. عادة ستستخدم عشر قطرات لصنع عشر طبقات من ثاني أكسيد التيتانيوم.
الخلايا الشمسية الحرارية
ضع الخلية الشمسية على طبق ساخن شفاف، ثم ضع القدر على لوح التسخين (أو ضع الخلية الشمسية على لوح التسخين)، ثم قم بتشغيلها وتسخينها لمدة 10 إلى 20 دقيقة. ستحتاج إلى مراقبة الخلية عن كثب لأنها ستتحول إلى اللون البني ثم الأبيض مرة أخرى أخرى، بمجرد أن تعود إلى اللون الأبيض الأصلي، هذا يعني أن المذيب العضوي قد تم حرقه وأن الخلية قد انتهت من التسخين.
مجموعة لون الشاي
يحتوي الشاي على مكونات عضوية تسمى الأنثوسيانين، والتي يمكنها التقاط الضوء في الطيف المرئي. قم بغلي كوب من شاي الأعشاب وانقع الخلايا الشمسية لبضع ساعات، لكن الشاي الأسود (مثل karakiriya) يعمل بشكل أفضل لأنه يمكن أن يغطي الخلايا والسماح الأنثوسيانين في تركيبة مع سطح الخلية ويمكن أن تلتقط الضوء المرئي، يمكن للخلية التقاط ضوء الأشعة فوق البنفسجية الشمسية قبل عملية التلوين مباشرة.