Comment fabriquer des cellules solaires à la maison?
Pour fabriquer une cellule solaire, récupérez de l'oxyde de titane en enlevant le sucre et la graisse du sucre de beignet en poudre et mélangez-le avec de l'éthanol pour faire une solution. Enduisez un côté du verre de 10 couches de la solution et faites-le cuire pendant 10 à 20 minutes. Colorez le verre avec de la tisane, puis enduisez un autre morceau de verre de graphite. Fixez les 2 morceaux de verre avec une entretoise et ajoutez une solution d'électrolyte entre les plaques. Appuyez sur le verre avec des pinces crocodiles et fixez un multimètre avant de placer la cellule à la lumière. Pour obtenir des conseils sur la distillation de l'oxyde de titane et la recherche de verre conducteur, lisez la suite!
Quelle tension cette cellule solaire va-t-elle créer et s'agira-t-il d'un courant alternatif ou continu?
L'énergie solaire est l'une des énergies alternatives à la croissance la plus rapide au monde. Bien que la construction d'un panneau solaire entier demande un certain degré d'habileté et de patience, même un débutant peut appliquer les mêmes principes pour créer une petite cellule solaire. C'est un excellent moyen d'en apprendre davantage sur les propriétés des panneaux solaires. Tout ce que vous avez à faire est d'obtenir un peu de dioxyde de titane, de construire la cellule et de l'utiliser pour transformer la lumière en courant électrique.
Partie 1 sur 3: obtenir du dioxyde de titane
- 1Recueillir la poudre de beignet. Achetez un sac de beignets en poudre blanche. La poudre contient un produit chimique appelé dioxyde de titane (TiO 2). Le dioxyde de titane est un matériau utile pour créer des cellules solaires.
- 2Dissoudre le sucre. Malheureusement, le dioxyde de titane que vous obtenez à partir d'un beignet en poudre ne sera pas pur. Il sera mélangé avec des sucres et des graisses. Pour éliminer le sucre, mélangez la poudre dans de l'eau tiède, puis versez-la à travers un filtre (un filtre à café fera l'affaire). Le sucre se dissoudra dans l'eau et passera à travers le filtre. Le solide laissé est un mélange de dioxyde de titane et de graisses.
- Utilisez environ une tasse d'eau pour cinq beignets.
- 3Retirez la graisse. Les graisses ne sont pas solubles dans l'eau et restent donc mélangées au dioxyde de titane après filtration. Heureusement, il est assez facile de les supprimer. Mettez la poudre sur un plat résistant à la chaleur et faites-la cuire à 260°C pendant environ trois heures. Cela vaporisera les graisses et laissera une poudre de dioxyde de titane.
Puis-je utiliser une feuille de cuivre au lieu de verre pour obtenir une quantité plus élevée lors de la fabrication d'une cellule solaire dans ma maison?
Partie 2 sur 3: créer une cellule solaire
- 1Utilisez du verre conducteur. La plupart des verres conducteurs sont recouverts d'un résidu d'oxyde d'indium et d'étain. Cela permet à la surface du verre de conduire l'électricité plutôt que de l'isoler. Vous pouvez acheter du verre conducteur en ligne ou dans un magasin de fournitures solaires.
- Ce verre se trouve généralement dans des carrés de 1x1in (2,54x2,54 cm).
- 2Préparez une solution de dioxyde de titane. Ajoutez de l'éthanol à votre dioxyde de titane dans un bécher en verre et remuez. Vous devez utiliser l'éthanol le plus pur que vous puissiez trouver. L'éthanol de qualité laboratoire à deux cents preuves est le meilleur, mais la vodka ou Everclear fonctionnera à la rigueur.
- Utilisez environ un millilitre d'éthanol par beignet et secouez ou remuez la solution dans un verre ou un bécher.
- 3Enduire le verre. Mettez une couche de ruban adhésif sur trois côtés du verre. Cela vous aidera à contrôler la profondeur de votre revêtement. Utilisez un compte-gouttes ou une pipette pour déposer une petite quantité de la solution de dioxyde de titane sur la surface du verre. Utilisez une lame de microscope pour gratter l'excès de liquide, en ne laissant qu'une fine couche. Répétez ce processus dix fois.
- Chaque goutte doit être suffisante pour enduire le verre une fois d'un film mince. Au total, vous utiliserez dix gouttes pour former dix couches de dioxyde de titane.
- 4Cuire la cellule solaire. Mettez la cellule solaire dans un bécher ou un plat transparent et résistant à la chaleur. Placez le récipient sur une plaque chauffante (ou placez la cellule solaire directement sur la plaque chauffante). Allumez la plaque chauffante et faites cuire la cellule pendant 10 à 20 minutes.
- Vous devrez surveiller la cellule de près. Il deviendra brun, puis redeviendra blanc. Lorsque la cellule retrouve sa couleur blanche d'origine, cela signifie que les solvants organiques (l'éthanol) ont brûlé et que la cellule a fini de chauffer.
- 5Colorez les cellules avec du thé. Les thés contiennent des composés organiques appelés anthocyanes. Ces composés captent bien la lumière dans le spectre visible. Préparez une tasse de tisane et plongez la cellule solaire pendant quelques heures. Les thés plus foncés, comme l'hibiscus, fonctionnent mieux. Cela tachera la cellule et permettra aux anthocyanes de se lier à la surface de la cellule. La cellule est désormais capable de capter la lumière visible.
- Avant la coloration, la cellule ne pouvait capturer la lumière que dans le spectre UV.
Pour fabriquer une cellule solaire, récupérez de l'oxyde de titane en enlevant le sucre et la graisse du sucre de beignet en poudre et mélangez-le avec de l'éthanol pour faire une solution.
Partie 3 sur 3: générer un courant
- 1Colorez un autre morceau de verre conducteur avec du graphite. Ce morceau de verre fera office de contre-électrode. Vous pouvez utiliser un crayon graphite ordinaire. Frottez simplement la pointe du crayon sur le verre jusqu'à ce qu'il soit entièrement recouvert de résidus de graphite.
- 2Mettez une entretoise entre les morceaux de verre. Vous pouvez couper une fine entretoise en plastique à mettre entre les morceaux de verre. L'entretoise doit aller du côté propre du verre (en face du côté thé ou graphite). Alternativement, vous pouvez mettre du ruban adhésif sur les bords du côté propre du verre pour former une entretoise. Cela maintient le verre très légèrement séparé.
- 3Ajouter une solution d'électrolyte. Une solution d'iode est un électrolyte idéal. Vous pouvez vous en procurer en vente libre dans la plupart des pharmacies. Mélanger la solution dans un rapport de 3: 1 avec de l'alcool. Mettez une à deux gouttes de la solution entre les deux morceaux de verre.
- 4Pressez les morceaux de verre ensemble. Avant que la solution n'ait le temps de s'évaporer, appuyez fermement les deux morceaux de verre ensemble. Utilisez des pinces crocodiles pour les maintenir en place. Votre cellule est maintenant capable de produire des courants électriques lorsqu'elle est exposée à la lumière.
- Vous pouvez tester cela en plaçant la cellule au soleil et en utilisant un multimètre pour vérifier le courant.
- Vous pouvez également utiliser une feuille de cuivre pour fabriquer une cellule solaire dans votre maison.
- Beignets en poudre
- Éthanol
- Plat chaud
- Verre conducteur
- Crayon graphite
- Solution électrolytique
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Questions et réponses
- Quelle tension cette cellule solaire va-t-elle créer et s'agira-t-il d'un courant alternatif ou continu?Je ne suis pas sûr de la tension, mais ce sera du courant continu. Je dirais entre 1 et 2 volts.
- Puis-je utiliser une feuille de cuivre au lieu de verre pour obtenir une quantité plus élevée lors de la fabrication d'une cellule solaire dans ma maison?Non. Le verre est utilisé pour que les rayons solaires puissent être captés lorsqu'ils traversent le verre. Les panneaux solaires captent les photons dans les rayons lumineux pour l'énergie, plutôt que la chaleur générée par ladite source d'énergie. Et tandis qu'une feuille de cuivre serait plus conductrice, elle est plus fragile que le support en verre, réduisant ainsi l'intégrité structurelle de la cellule solaire. D'autres facteurs peuvent également en faire une mauvaise idée, tels que la chaleur générée par la tôle chauffée (les panneaux solaires et les cellules deviennent déjà extrêmement chauds), etc.
- Existe-t-il un moyen moins coûteux et plus simple de le faire?En termes de coût par watt, le moyen le moins cher connu est d'acheter une cellule solaire prête à l'emploi. Celui montré ici est intéressant, mais du fait que le verre conducteur n'est PAS un produit bon marché - et qu'il produit (selon la photo), une nuance inférieure à 120 microampères, la sortie est minuscule. Je ne connais pas la tension produite - bien que je suppose entre 0,6v et environ 1,2v - donc la puissance totale générée serait de l'ordre de 72 microwatts et 144 microwatts. Pour mettre cela en perspective, si nous permettons le plus généreux des deux chiffres ci-dessus, puis arrondissons la puissance à 150 microwatts, nous aurions encore besoin de 20000 panneaux pour produire suffisamment de puissance pour alimenter une lampe LED 3w.
- Quelle est la fonction du thé?Les thés contiennent des composés organiques appelés anthocyanes. Ces composés captent bien la lumière dans le spectre visible
- Combien cela coûterait?Environ 150€, selon l'endroit où vous achetez les matériaux. J'ai acheté le mien chez Walmart et c'était environ 130€, et j'ai eu du verre conducteur sur Amazon pour environ 37€
- Pourrais-je utiliser du sucre en poudre à la place des beignets s'il ne s'agit que de l'enrobage de sucre en poudre contenant du dioxyde de titane?Non, vous ne pouvez pas utiliser de sucre. C'est la couleur blanche du revêtement de beignet que vous souhaitez extraire. Le sucre est le déchet que vous devez éliminer pour obtenir le dioxyde de titane pur. Le sucre en poudre ne contient pas de dioxyde de titane.
- Où puis-je me procurer une feuille de cuivre?Les feuilles de cuivre sont disponibles auprès des commerçants vendant des métaux non ferreux dans toutes les grandes villes. Ces négociants fournissent des métaux aux industries métallurgiques. Pour plus d'informations, recherchez «négociants en métaux non ferreux» dans les moteurs de recherche de votre région.
- Où trouver un multimètre?Les deux Sears (département des outils) et Radio Shack offrent généralement une sélection décente. Sears est généralement plus cher mais de meilleure qualité. Radio Shack peut offrir un compteur analogique moins cher, mais toujours efficace. Au cours des 30 dernières années, j'ai acheté plusieurs bons multimètres numériques à sélection automatique de Sears. "Auto-Ranging" signifie que le multimètre sélectionne la bonne plage de tension (afin de ne pas la "fumer" en essayant de lire une tension trop élevée pour son réglage de plage de tension). J'ai également acheté un bon compteur analogique à un prix raisonnable chez Radio Shack lorsque le projet nécessitait un compteur analogique (il y a quelques choses qu'un compteur numérique ne peut pas faire mais qu'un compteur analogique peut faire).
Questions sans réponse
- Puis-je fabriquer une cellule solaire à l'oxyde de cuivre?
- Où puis-je acheter le verre pour fabriquer une cellule solaire?
- Comment connecter le fil?
- Où le silicium est-il utilisé dans une cellule solaire artisanale?
- Puis-je utiliser de l'alcool à friction pour la solution d'électrolyte pour les cellules solaires?
Les commentaires (8)
- Bon à savoir sur la façon dont une cellule solaire est créée, mais c'est très coûteux et difficile à expérimenter pour moi.
- C'est une motivation pour une étude plus approfondie.
- J'ai lu tout le processus à fond avec des images qui m'ont fait comprendre l'ensemble clairement. Je suis débutant donc cela m'a beaucoup aidé.
- J'ai appris quelque chose de nouveau, merci!
- Il a vraiment produit 12 watts.
- Cet article était assez instructif sur la cellule solaire. Agréable.
- C'est très utile. Il m'a appris à faire un système solaire localement.
- Idées et illustrations très utiles, qui améliorent les connaissances sur tous les aspects de la vision scientifique. guide est un outil très puissant pour les curieux, et peut ouvrir la voie au déchiffrement des connaissances innées.
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