Mit einem Kupferblech kann man eine Solarzelle herstellen, um Strom aus der Sonne zu gewinnen. Wenn du das Kupfer erhitzt und abkühlst, wie im Video unten gezeigt, bildet sich darauf eine Schicht aus Kupferoxid (Cu2O), auch Kupferoxid genannt. Diese Schicht ist ein Halbleiter. Die meisten modernen Solarzellen arbeiten stattdessen mit einem Halbleiter aus behandeltem Silizium.
Im Gegensatz zu Silizium und anderen handelsüblichen Solarzellen erzeugt diese Methode keine brauchbare Menge an Elektrizität, aber es macht Spaß, sie herzustellen. Man bräuchte Unmengen dieser Kupfersolarzellen, um sein Haus mit Strom zu versorgen.
Beachte, wie gegen Ende des Videos der Effekt demonstriert wird, indem der von der Solarzelle kommende Strom bei Sonnenlicht gemessen wird.Wenn das Sonnenlicht blockiert wird, sinkt der Strom.
Für diejenigen, die sich für diesen Effekt interessieren, hier einige Forschungsarbeiten über Kupferoxid-Solarzellen:
- Copper (I) Oxide (Cu2O) based solar cells – A review (PDF file), Abdu, Y. and Musa, A.O
- Production of cuprous oxide, a solar cell material, by thermal oxidation and a stufy of its physical and electrical properties, A.O Musa, T. Akomolafe, M.J Carter
Die einfachste Schaltung ist die, die im obigen Video verwendet und im folgenden Diagramm dargestellt wird. Achte darauf, dass die Drähte, die die beiden Platten verbinden, über dem Wasserspiegel liegen. Der Stromkreislauf wird durch das Salzwasser selbst geschlossen. Das Salz macht die Kombination aus Wasser und Salz elektrisch leitfähig. Stellen Sie sicher, dass Sie ein Amperemeter haben, das im Bereich von 0 bis 50 Mikroampere anzeigen kann, da die Stromstärke, die diese Art von Zelle erzeugt, sehr gering ist.
Der Zweck des Salzwassers, wie oben gezeigt, besteht einzig und allein darin, als Ladungsleiter von der äußeren Oberfläche der Kupferoxidschicht zurück zur Kupferplatte zu fungieren, die von diesem Kupferoxid bedeckt wird. Wie das folgende Diagramm zeigt, kann man auf das Salzwasser und die andere Kupferplatte verzichten, wenn man eine Möglichkeit findet, eine elektrische Verbindung zur Kupferoxidschicht herzustellen, ohne sie vom Sonnenlicht abzuschirmen. Das Problem besteht darin, dass die Kupferoxidschicht an ihrer Oberfläche nicht elektrisch leitfähig ist, so dass die Ladung an der Oberfläche nicht zum Anschlussdraht gelangen kann. Das war die Aufgabe des Salzwassers, der anderen Platte und der obigen Anschlussdrähte.
Eine Möglichkeit besteht darin, ein Metallgitter gegen das Kupferoxid zu drücken (siehe Abbildung unten). Ein Teil des Sonnenlichts dringt durch die Löcher im Gitter zum Kupferoxid und bewirkt, dass die Ladung an die Oberfläche zum Gitter wandert. Das Gitter ist leitfähig und leitet die Ladung zum Anschlussdraht weiter. Dies ist jedoch weniger effizient, da ein Teil des Kupferoxids durch das Gitter blockiert wird. Außerdem werden Sie nur die Ladung des Kupferoxids aufnehmen, die sich in der Nähe der Maschendrähte befindet.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, ein Glas mit einer transparenten, elektrisch leitenden Beschichtung zu verwenden und diese leitende Seite gegen das Kupferoxid zu drücken (siehe Abbildung unten). Da sowohl das Glas als auch die Beschichtung transparent sind, wird das Sonnenlicht nicht blockiert. Die Beschichtung kann zwar immer noch zu einem gewissen Verlust bei der Durchlässigkeit des Sonnenlichts führen, aber sie ist immer noch besser als der Ansatz mit dem Netz. Ein Beispiel für dieses Glas ist das mit Zinndioxid beschichtete Glas, das in modernen flachen LCD-Computerbildschirmen verwendet wird. Ich habe diese Methode selbst noch nicht ausprobiert, aber wenn Sie es tun, lassen Sie mich bitte wissen, wie es funktioniert. Wenn Sie ein Foto oder ein Video machen, werde ich es hier einfügen.
