الطاقة الشمسية هي واحدة من أسرع بدائل الطاقة نموًا في العالم، وعلى الرغم من أن بناء لوحة شمسية كاملة يتطلب بعض المهارة والصبر، يمكن للمبتدئين تطبيق نفس المبادئ لصنع خلية شمسية صغيرة. هذه طريقة جيدة للتعرف على خصائص الألواح الشمسية وكل ما تحتاجه هو بعض ثاني أكسيد التيتانيوم لبناء الخلية واستخدامها لتحويل الضوء إلى تيار كهربائي.

احصل على ثاني أكسيد التيتانيوم

  1. 1 اجمع مسحوق الدونات. اشترِ علبة من مسحوق الدونات الأبيض. يحتوي المسحوق على مادة كيميائية تعرف باسم التيتانيوم (Tio2)، وهي مفيدة في صنع الخلايا الشمسية. X موارد البحث

  2. 2 نذوب السكر. لسوء الحظ، سيكون ثاني أكسيد التيتانيوم الذي حصلت عليه من مسحوق الدونات غير نقي حيث سيتم خلطه بالسكر والدهون. قلب المسحوق في الماء الدافئ، ثم مرره عبر مصفاة (مصفاة القهوة تعمل جيدًا) لإزالة السكر. يذوب السكر في الماء ويمر مباشرة عبر المصفاة، لذا فإن الخليط المتبقي سيكون خليطًا من ثاني أكسيد التيتانيوم والدهون. X موارد البحث

    • استخدم حوالي خمسة أكواب من الماء لكل خمسة دونات.

  3. 3 إزالة الدهون. الدهون ليست قابلة للذوبان في الماء لذلك ستبقى مختلطة مع التيتانيوم بعد عملية الترشيح. لحسن الحظ، من السهل إزالتها. ضع المسحوق على لوح حراري واخبزه لمدة 3 ساعات عند 260 درجة مئوية حيث سيؤدي ذلك إلى تبخير الدهون وترك مسحوق ثاني أكسيد التيتانيوم. X موارد البحث

صنع خلية شمسية

  1. 1 استخدم زجاج موصل. يتم طلاء معظم الزجاج الموصل ببقايا أكسيد قصدير الإنديوم. هذا يسمح لسطح الزجاج بتوصيل الكهرباء بدلاً من عزلها. يمكنك شراء زجاج موصل من متجر للطاقة الشمسية أو عبر الإنترنت. X موارد البحث

    • عادة ما يكون هذا الزجاج 2.5 × 2.5 سم مربع.

  2. 2 تحضير محلول ثاني أكسيد التيتانيوم. أضف الإيثانول إلى ثاني أكسيد التيتانيوم في وعاء زجاجي كبير وحركه، لكن يجب أن تستخدم أنقى إيثانول يمكنك العثور عليه. ثبت أن الإيثانول في المختبر يعمل بشكل أفضل، ولكن يمكن استخدام الفودكا أو العصائر الأخرى في الحالات القصوى. X موارد البحث

    • استخدم حوالي 1 مللي لتر من الإيثانول لكل دونات، ورج المحلول وقلبه في وعاء زجاجي كبير.

  3. 3 تغطية الزجاج. ضع طبقة من الشريط اللاصق حول ثلاثة جوانب من الزجاج. سيساعد هذا في التحكم في عمق الطلاء. استخدم قطارة لوضع كمية صغيرة من محلول ثاني أكسيد التيتانيوم على سطح الزجاج. استخدم شريحة مجهرية لكشط السائل الزائد وتحويله إلى طبقة رقيقة. كرر هذه العملية عشر مرات. X موارد البحث

    • يجب أن تكفي كل قطرة لتغطية الزجاج بطبقة رقيقة مرة واحدة. إجمالاً، ستستخدم عشر قطرات لإنشاء عشر طبقات من ثاني أكسيد التيتانيوم.

  4. 4 سخن الخلية الشمسية. ضع الخلية الشمسية على لوح تسخين شفاف، ضع الحاوية على اللوح الساخن (أو ضع الخلية الشمسية مباشرة على اللوح الساخن)، قم بتشغيلها، وقم بتسخين الخلية لمدة 10 إلى 20 دقيقة. X موارد البحث

    • ستحتاج إلى مراقبة الخلية عن كثب لأنها ستتحول إلى اللون البني ثم الأبيض مرة أخرى وبمجرد أن تعود إلى لونها الأبيض الأصلي، فهذا يعني أن المذيب العضوي قد احترق وانتهت الخلية من التسخين.

  5. شاي مكون من 5 خلايا. يحتوي الشاي على مكونات عضوية تعرف باسم الأنثوسيانين وهي جيدة في التقاط الضوء في الألوان المرئية للطيف. قم بتحضير كوب من شاي الأعشاب واغمر الخلية الشمسية لبضع ساعات. الشاي الغامق مثل الكركديه يعمل بشكل أفضل. سوف تغلف الخلية وتسمح للأنثوسيانين بالاندماج مع سطح الخلية. سيكونون الآن قادرين على التقاط الضوء المرئي. X موارد البحث

    • الخلية قادرة على التقاط الضوء في الأشعة فوق البنفسجية للشمس فقط قبل عملية التلوين.

الجيل الحالي

  1. 1 قم بتلوين قطعة أخرى من الزجاج الموصل بالغرافيت. هذه القطعة ستكون بمثابة قطب كهربائي. يمكنك استخدام قلم رصاص عادي، لكن افرك طرف القلم الرصاص في الزجاج حتى تتم تغطية بقايا الجرافيت بالكامل. X موارد البحث

  2. 2 ضع فاصل بين قطعتين من الزجاج. يمكنك قص فاصل بلاستيكي رفيع ليتناسب بين قطعتين من الزجاج. يجب أن ينتقل بين الجانب النظيف من الزجاج (المواجه للشاي أو جانب الجرافيت). بدلاً من ذلك، يمكنك وضع شريط لاصق حول الحواف على الجانب النظيف من الزجاج لإنشاء طبقة مباعدة، والتي ستفصل الزجاج قليلاً. X موارد البحث

  3. 3 أضف محلول إلكتروليت. يعتبر اليود محلول إلكتروليت مثالي، ويمكنك شراؤه من الصيدلية بدون وصفة طبية. امزج المحلول بالكحول بنسبة 3 1 وضع قطرة أو قطرتين من المحلول بين قطعتين من الزجاج. X موارد البحث

  4. 4 اضغط على قطعتين من الزجاج معًا. اضغط على قطعتين من الزجاج معًا بقوة قبل أن يتبخر المحلول، واستخدم مشابك قوية لتثبيتها في مكانها. ستكون الخلية الآن قادرة على إنتاج الكهرباء عند تعرضها للضوء. X موارد البحث

    • يمكنك اختبار ذلك عن طريق وضع الخلية في ضوء الشمس واستخدام المقياس الكهربي للتحقق من وجود تيار كهربائي.

أفكار مفيدة

  • يمكنك أيضًا استخدام رقائق النحاس لصنع خلية شمسية خاصة بك.

الأشياء التي سوف تحتاجها

  • مسحوق الدونات

  • الإيثانول

  • صفيحة ساخنة

  • زجاج موصل كهربائيا

  • قلم الجرافيت

  • بالكهرباء

  • شريط لاصق