ساخت سلول خورشیدی (باتری خورشیدی)

یازدهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید اما کار ما هنوز تمام نشده است! این دوره نیز همچون سال های گذشته دوستان بسیاری با ثبت طرح ها و ایده های خلاقانه خود در منوی "پیشنهاد موضوع" ما را در ارتقای تنوع پروژه ها یاری نموده اند. هم چون گذشته بر آن شدیم تا با گردآوری این ایده های جالب، علاوه بر قدردانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم. فراموش نکنید که ما همیشه منتظر طرح های جدید شما عزیزان هستیم.

نام ایده: ساخت سلول خورشیدی (باتری خورشیدی)
نام ارائه دهنده/دهندگان: فاطمه بیات - بهار برزو پور رستمی - زهرا جعفرزاده
زمینه و نوع پروژه: فیزیك
درجه سختی: متوسط
نام مدرسه: مجتمع آموزشی دخترانه غیر دولتی صبا

چکیده

در این پژوهش دانش آموزان در پی آن بودند که یک سلول خورشیدی در ابعاد کوچک و ارزان قیمت كه بتواند انرژی را در خود ذخیره كند در آزمایشگاه بسازند.

مقدمه

سلول های خورشیدی یکی از راه حل های آینده برای تامین انرژی می باشد، ابزارهایی هستند که هیچ گاه به باتری نیازی ندارند و حتی دکمه خاموش و روشن هم ندارند و تا زمانی که نور کافی در محیط باشد، آن ها برای همیشه به کار خود ادامه می دهند.

امروزه پنل های خورشیدی بزرگی در جاده ها و کارخانه ها وجود دارد. مانند: چراغ های راهنمایی، لامپ ها و حتی آبگرمکن ها و ... کشور ایران به خاطر دریافت انرژی خورشیدی در بین نقاط جهان در بالاترین رده ها قرار دارد و میزان تابش خورشیدی در ایران بین 1800 تا 2200 کیلووات ساعت بر متر مربع در سال تخمین زده شده است.

در این پژوهش دانش آموزان در پی آن هستند که یک سلول خورشیدی در ابعاد کوچک و ارزان قیمت كه بتواند انرژی را در خود ذخیره كند در آزمایشگاه بسازند.

برای این کار ابتدا سلول خورشیدی با ظاهر سلول خورشیدی های موجود تهیه کردند ولی به جای الکترولیت آب، نمک، آب و جوش شیرین؛ آب انار ریختند که حدود 0/1 تا 0/3 ولت که با نورتغییر می کرد تولید کرد ولی به مرور زمان آب انار فاسد شد و خاصیت خود را از دست داد.

آزمایش شماره 2

مواد لازم: اكسید تیتانیوم، دو لامل، آب مقطر، آب شیر، كربن (دوده شمع)، مایع ظرفشویی، اسید نیتریك، ولت سنج، هیتر، دو گیره، كاتالیزور (پتاسیم یدید) و میله استوانه ای

مرحله اول: ابتدا یكی از لامل ها را با استون تمیز كرده و سپس لامل را بالای شمع روشن نگه داشتند. بعد از این كه لامل سیاه شد، (یعنی سطح آن را دوده كربن فرا گرفت) از سه جهت، دور آن را خیلی كم (حدود دو یا سه میلی متر) پاك كردند.

مرحله دوم: لامل دوم را برداشته و با استون آن را تمیز كردند. به اندازه 0.5 گرم اكسید تیتانیم را اندازه گرفته و با 6 قطره آب و حدود یك قطره مایع ظرفشویی (برای اینكه حالت بازی پیدا كند) را با هم مخلوط كردند. سه جهت دور لامل را به اندازه یك یا سه میلی متر چسپ زدند و مخلوط بالا را بر روی آن ریختند و با میله ای استوانه ای آن را روی سطح لامل به صورت یكدست پخش كردند (به طوری كه سطح نازكی از آن روی لامل را پوشاند). بعد از مدت دو دقیقه برچسپ ها را برداشته و آن را 40 دقیقه روی هیتر قرار دادند.

مرحله سوم: اسید رقیق را با پتاسیم یدیدی (كاتالیزور) كه در آب حل شده بود حل كرده و بر روی لامل دوم (كه بعد از 40 دقیقه روی هیتر آماده شده بود) ریختند.

مرحله چهارم: دو لامل را روی هم قرار داده و به سمت طول آن ها كه منطبق بود، دو گیره زدند.
بعد از ساختن آن، ولت سنج را به دو طرف آن وصل كرده و مشاهده شد كه حدود 0.5 ولت انرژی الكتریكی دارد. نتیجه دیگر این بود كه این 0.5 ولت حتی پس از گذشت دو یا سه دقیقه هم نشان داده می شد یعنی انرژی را در خود ذخیره می كند كه در ابعادی كوچك و قابل حمل است.
 
مهارت های کسب شده
1. روش مطالعه دقیق و تحقیق
2. آشنایی با جستجو در اینترنت
3. آشنایی با استفاده صحیح از ابزارهای آزمایش
4. آگاهی در ثبت داده ها با شرایط یكسان
5. آموزش استفاده از نرم افزار های word، excel, ......