コンテンツ

• ステップ
• 方法1/3：ガラスプレートのコーティング
• 方法2/3：ソーラーパネルの組み立て
• 方法3/3：太陽電池の活性化とテスト
• チップ
• 警告
• あなたは何が必要ですか

太陽電池は、植物が光合成によって太陽のエネルギーを食物に変換するのと同じように、太陽のエネルギーを電気に変換します。太陽電池は太陽のエネルギーで動作し、半導体材料の電子を原子核に近い軌道から電気を伝導できるより高い軌道に移動させます。市販の太陽電池は半導体としてシリコンを使用していますが、これがより手頃な材料で太陽電池を作り、それがどのように機能するかを自分で確かめる方法です。

ステップ

方法1/3：ガラスプレートのコーティング

1. 1 同じサイズのガラス板を2枚取ります。 顕微鏡のスライドのサイズのスライドは完全にフィットします。
2. 2 プレートの両面をアルコールで洗浄します。 プレートがきれいになったら、それらは端によってのみ握ることができます。
3. 3 プレートの導電側を決定します。 マルチメータのピンで表面に触れることによってこれを行います。各プレートのどちら側が導電性であるかを確認したら、一方のプレートを導電性側を上にして、もう一方を導電性側を下にして並べて配置します。
4. 4 プレートをダクトテープで固定します。 これにより、次のステップのためにプレートが所定の位置に保持されます。
   • 各プレートの長辺に沿ってテープを置き、端から1ミリメートル（1/25インチ）重なるようにします。
   • プレートの導電側の外側に4〜5 mm（1/5インチ）のテープを配置します。
5. 5 プレートに二酸化チタン溶液を塗布します。 プレートの導電性側に2滴を分注し、次に二酸化チタンをプレートの表面に均等に広げます。二酸化チタンが導電面を下にしてプレートを完全に覆うようにします。
   • 二酸化チタン溶液を塗布する前に、まずプレートを酸化スズでコーティングすることをお勧めします。
6. 6 テープをはがし、プレートをはがします。 これで、さまざまな方法でそれらを操作できるようになります。
   • プレートを導電面を上にしてホットプレートに一晩置き、二酸化チタンを焼き払います。
   • 下部の導電板から二酸化チタンを取り除き、汚れがつかない場所に保管してください。
7. 7 ペンキで満たされた浅い皿を準備します。 着色剤は、ラズベリー、ブラックベリー、ザクロジュース、または赤いハイビスカスティーの花びらから作ることができます。
8. 8 底板を二酸化チタンで染みに10分間浸します。
9. 9 最初のプレートが浸っている間に、もう一方のプレートをアルコールできれいにします。
10. 10 洗浄したプレートを鳴らして、導電面を見つけます。 こちら側をプラス記号（+）でマークします。
11. 11 洗浄したプレートの導電側にカーボンの薄層を塗布します。 これを行うには、導電側を鉛筆で描くか、グラファイトグリースを塗布します。表面全体を覆います。
12. 12 染浴からステインプレートを取り外します。 最初に脱イオン水で、次にアルコールで2回すすぎます。すすいだ後、きれいな布で吸い取って乾かします。

方法2/3：ソーラーパネルの組み立て

1. 1 カーボンコーティングされたプレートを二酸化チタンプレート上に置き、コーティングが接触するようにします。 プレートはわずかにオフセットされている必要があり、約5ミリメートル（1/5インチ）です。長辺のクリップを使用して、所定の位置に保持します。
2. 2 プレートのコーティングされた側面にヨウ素溶液を2滴塗布します。 溶液はプレートを完全に覆う必要があります。クランプを開き、プレートの1つをそっと持ち上げて、溶液を表面全体に広げます。
   • ヨウ素溶液は、要素が光源にさらされたときに、電子が二酸化チタンプレートからカーボンコーティングされたプレートに流れることを可能にします。この溶液は電解質と呼ばれます。
3. 3 プレートの露出部分から余分な溶液を拭き取ります。

方法3/3：太陽電池の活性化とテスト

1. 1 太陽電池の両側のプレートの露出部分にワニのクリップを取り付けます。
2. 2 マルチメータの黒いリード線を二酸化チタンプレートに接続されているワニに接続します。 このプレートは、フォトセルまたはカソードの負極です。
3. 3 マルチメータの赤いリード線を、カーボンコーティングされたプレートに接続されているワニに接続します。 このプレートは、フォトセルまたはアノードの正極です。 （前のステップで、非導電性側にプラス記号を付けました。）
4. 4 太陽電池パネルを光源の隣に置き、負極を向けます。 教室では、ランプの近くに置くことができます。家庭環境では、スポットライトや太陽自体などの別の光源に置き換えることができます。
5. 5 マルチメータを使用して、太陽電池によって生成された電流と電圧を測定します。 要素が光にさらされる前後に測定します。

チップ

• 磨かれた銅の小さなシートを2枚使用し、そのうちの1枚をホットプレートに30分間置いて、銅が黒くなるまで太陽電池を作ることもできます。それを冷まして、黒い二価の酸化物コーティングをはがしますが、赤い酸化銅は下に残します。それは半導体として機能します。導電性を得るために銅板を何かで覆う必要はなく、電解質として塩水溶液を使用します。

警告

• コーティングされたガラス板太陽電池や半導体銅板は、それ自体では大量のエネルギーを生成することはできません。シリコンは、この記事で使用されているどの材料よりも効率的であるため、半導体に使用されています。ただし、個々のシリコン太陽電池は太陽電池に集められます。

あなたは何が必要ですか

• ガラスプレート（顕微鏡用ガラスなど）
• アルコール（エタノール推奨）
• 脱イオン水
• 電圧計/マルチメーター
• 透明テープ
• ペトリ皿または他の浅い皿
• 電気炊飯器（可能であれば1100 W）
• 二酸化チタン溶液
• 酸化スズ溶液（オプション）
• シャープペンシルまたはカーボングリース
• ヨウ素溶液
• クロコダイルクリップ