Понемногу о разном. Набор разных статей или мысли по поводу и без.
Солнечная батарея на основе Cu - Cu2O . Часть 2.
(Home made solar battery, copper oxide, part 2).
На предыдущей странице мы узнали, что солнечная батарея на основе пары медь – оксид меди (один) – имеет место быть и вырабатывает около 0, 017 мВт. Это не много, но и площадь пластин была маленькой, около 6 см.кв. Теперь настало время копнуть глубже.
Придется иметь дело с медью и ее оксидами, которые Вы можете видеть на следующем фото.
Получилось симпатично, и почти как на предыдущих веб сайтах. Для изготовления второго электрода понадобилось донышко от одноразовой упаковки и метр провода с медными жилами.
Конечно, это не самое хорошее решение, но простое и быстрое. Провод оказался с семью медными жилами, которые с помощью расчески и клеящего пистолета, разместились на поверхности пластмассовой рамки. Все это заняло не больше 10 минут, а получилось как в профессиональном кремниевом элементе. За одно, это сняло проблему контакта электрода, так как провод является продолжением сетки. Хотелось, еще сделать профессиональный корпус, где оба электрода были бы размещены между двумя стеклянными пластинками ... Но это не сейчас.
Поверхность медной проволоки оказалась не самой чистой. Поэтому химическая очистка была очень кстати. На фотографии Вы можете посмотреть результат (можно увеличить).
Электролит был сделан на основе поваренной соли, максимально возможной концентрации. Как обычно, при растворении соли в горячей дождевой воде, появились нерастворимые белые хлопья, которые пришлось отфильтровать. В остальном проблем не возникло.
Медь – хороший проводник, а ее оксиды – нет. Постоянно теряется контакт. Поэтому пришлось применить два контактных зажима. Это не совсем хорошо, так как возникает контактная разность потенциалов между медью и стальными зажимами. Кроме коррозии стали, это рождает некоторую ошибку в напряжении на элементе (в сторону увеличения). Ошибку в токе это практически не делает.
Складываем все на дне пластиковой кюветы, заливаем крепким раствором поваренной соли и подключаем приборы.Для всех измерений условия освещенности приблизительно одинаковые. Это от 600 до 800 Ватт на квадратный метр. Угол солнца около 60 град, полдень. Небо в дымке, небольшая облачность. Фотоаппарат отрабатывает выдержку 1\125 до 1\160 сек, диафрагму 5,6 до 8,5, при чувствительности пленки 65 Ед. Гост.
При этом надо учесть несколько моментов. В напряжении без
нагрузки, около 20 mV
добавляются от гальванической пары медь железо, из которого сделаны зажимы. Ток,
который Вы видите в правой части фотографии – это ток через тестер,
сопротивление которого в режиме измерения малых токов – 100 Ом. Мощность на этой нагрузке (И квадрат Эр) равна 0,064 mW.
При пересчете, максимальная мощность - Pmax= 0,078 mW (Imax= 3,06 mA), что в 4,6 раза больше, чем в предыдущем элементе солнечной батареи (Pmax= 0,0017 mW).
Дальше была серия экспериментов. Результаты разные. Прежде всего оксид меди (один) бывает разных модификаций и с разными свойствами. Возможно это зависит от строения кристаллической решетки или еще чего то. Все их можно получить нагреванием меди, только до разной температуры. К примеру, оксид меди плавно переходит от красного цвета к желтому, если нагревать его медленно и равномерно.
Мощность, которую сейчас производит ячейка, 0,11 mW (0,00011W). Максимальная мощность Pmax= 0.129 mW (расчетный ток короткого замыкания – 3,1 mA). Это неплохие показатели, которые удалось получить устойчиво (повторяемо). Кстати, рабочая площадь элемента – 75 кв.см. (ограничена белой рамкой 115х65 мм).
Все это описание было бы не полным, если бы мы не испытали эту же ячейку в полной темноте. Как выяснилось «это» реагирует даже на слабый, рассеянный свет. Единственным местом с нулевой освещенностью оказался погреб. Следующие фото сделаны в темноте, со вспышкой.
Мощность, которую ячейка вырабатывает без света (интересно почему), - 0,003 mW. Возможно это вызвано применением стального зажима, которыми снимается ток с нижней пластины. А может ... В любом случае темновая мощность почти на два порядка ниже световой.
Из последнего эксперимента вытекает один неприятный результат. Если есть темновой ток, то элемент работает как гальванический. В этом случае будет расход чего–нибудь, что не позволит элементу работать вечно. Это может быть электролит, который потеряет свои свойства или один из электродов, который медленно растворяется и будет нуждаться в замене (или наращивании слоя оксида меди, снова).
_
Make a free website with Yola