En solpanel är en rad solceller och medan du själv kan bygga en panel med celler du köper på nätet är det väldigt coolare och mer lärorikt att bygga dina egna celler ur fann material. Med lite mer än ett ark koppar blinkande och lite saltvatten, kan du generera en mätbar elektrisk ström från solljus. I själva verket genererar denna typ av cell inte mycket el, men om du skulle bygga många av dem och leda dem i serie, kan du utveckla tillräckligt med ström för att ladda batteriet eller tända en glödlampa.

Teori Bakom kopparcellen

När Heinrich Hertz upptäckte den fotoelektriska effekten, hade han inte tillgång till dopade kiselchips, men han hade metallplattor. En av plattorna kan ha varit koppar som oxiderats genom exponering för atmosfären, eftersom kopparoxid var ett av de första materialen som observerades för att visa detta fenomen. Det är ganska lätt att deponera ett lager kopparoxid på ett kopparark. Allt du behöver göra är att lägga till värme.

Kopparoxid är en halvledare, och om du fördjupar plattan i saltvatten och exponerar det för solljus, flyter elektroner från plattan till saltvattnet. Sätt en ren kopparplatta i vattnet för att fungera som en anod, och elektronerna flyter till det. Om du kopplar de två plattorna med en mätare, strömmar elektronerna tillbaka till originalplattan genom mätaren, och mätaren registrerar elströmmen.

Förbereda kopparplattan

Du behöver ungefär en halv kvadratfot koppar blinkar för detta projekt, som du kan hitta i de flesta hårdvaruaffärer. Skär den i två lika stora stycken, med hjälp av tennskruvar. Tvätta kopparstyckena med tvål och vatten för att avlägsna fett, och lägg sedan ett ark på brännaren i en elspis. Stycket ska vara tillräckligt stort för att täcka brännaren.

Sätt på värmen till sin högsta inställning och titta på. Färgerna på kopparstycket intensifieras och börjar sedan att mörkas med en beläggning av kopparoxid. Vänta på att kopparet blir svart och låt det laga mat i ytterligare 30 minuter. Stäng av värmen och låt kopparet svalna på brännaren.

När plåten svalnar krymper koppar- och kopparoxiden i olika takt och den svarta beläggningen börjar flinga av. När plattan är helt sval, ta bort plattan och försiktigt borsta av allt flakmaterial. Nedan är det ett rött lager av kopparoxid. Gnugga inte av det här - det här är det halvledande lagret du behöver.

En solcell i en flaska

En klar plastflaska med 1 liter gör en lämplig behållare till din solcell . Klipp flaskan runt mitten och ta bort toppen så att du har en öppen behållare. Böj kopparplattan uppvärmd i en halvcirkel och sätt den in i flaskan så att den vilar mot sidan. Den sida som stod upp mot brännaren borde vända mot utsidan av flaskan. Böj kopparplattan som du inte värmde i en liknande form och sätt den i motsatt sida av flaskan. Plattorna ska inte röra.

Blanda två matskedar bordsalt i ett glas innehållande ca 2 koppar varmt vatten och rör om tills saltet löser upp. Häll saltvattnet i plastflaskan och fyll det ca 3/4 fullt. Plattorna på metallplattorna ska vara över vatten så att du kan fästa alligatorklämmor. Din cell är nu redo att generera el.

Ta cellen ut och placera den på ett bord så att den oxiderade plattan står inför solen. Anslut en mätare till plattorna med alligatorklipp och ställ in mätaren för att registrera mikroampar av ström. När cellen är i full sol bör mätaren registrera mellan 33 och 50 mikroampar. Byt mätaren för att mäta volt och du bör märka en spänning på ca 0,25 volt. För att beräkna den maximala effekten (P) som cellen levererar, multiplicera maxströmmen (I) med spänning (V) för att få 0.00005 ampere x .25 volt = 0.0000125 watt eller 12,5 mikrogatt. Formeln som uttrycker detta förhållande är P = V x I.

Trådceller tillsammans för att öka effekten

En solpanel är helt enkelt en uppsättning solceller som är kopplade i serie. Även om cellerna på kommersiella paneler är plana, är det möjligt att skapa en typ av panel som består av celler i en flaska. Börja med två flaskceller. Anslut anoden på en av dem, vilken är den rena kopparplattan, till den andra katooden, vilken är plattan med kopparoxidpapperet, med en tråd med alligatorklämmor. Anslut mätaren till de två plattorna som inte är anslutna. Eftersom du dubblar spänningen genom att ansluta två celler i serie har du fördubblat kraften i din array med formeln P = 2V x I. Du kan ansluta så många av dessa celler i serie som du vill. Varje ny cell ökar spänningen med 0,25 volt.