كيف تصنع خلية شمسية

تنبيه: هذا القسم -اصنع بنفسك- مبني على التجرِبة الشخصية والخبرات اليومية للمهندسين العاملين في هذا المجال، وتُطَبَّق العَلاقات المذكورة فيه من أجل الحصول على نتائجَ عملية مقبولة تقريبًا، ولقد كُتِبَت مقالات "اصنع بنفسك" في المَقام الأول من أجل مساعدة المناطق التي تُعاني نقص االكهرباء،وخاصةً في سُورِيَّا

يُسعدنا استقبال اقتراحاتكم من أجل إغناء قسم "اصنع بنفسك"، كلّ المقترحات سوف تُدَقَّق وتُعتَمَد ضمن مقالات اصنع بنفسك.

تعرَّفنا في مقالاتٍ سابقة إلى البطاريات وكيفية اختيار السَّعة المناسبة لها، ولكن؛ في حال عدم وجود الكهرباء أو ساعات تقنين طويلة لا تستطيع البطاريات المُستخدَمَة أن تُعِيدَ شحنها شحنًا كافيًا، ومن هنا؛ سنتعلَّم كيفية استخدام ألواح الشمس في إعادة شحن البطارية، وفي هذا المقال؛ سنتحدث عن طريقة صنع الخلية الشمسية في البيت.

الخليَّة الشَّمسية: هي الوحدة الأساسية في تحويل الطاقة الضَّوئيَّة من أشعة الشمس إلى طاقة كهربائية، وتُصَنَّع من مواد نصف ناقلة من أهمها السيليكون وهذه الخلايا موجودة في الأسواق.

تُعطِي الخلية السيليكونية الواحدة المتوافرة في الأسواق توتر 0.6 فولت ،ولكن؛ عند صُنعِ الخلية المنزلية سنستخدم الأكسيد النحاسي Cu2O، وهو مادة نصف ناقلة أيضاً، والذي سيُشكَّل القطب السالب، أمَّا القطب الموجب فهو النَّحاس.

الأدوات المطلوبة:

1- ورقة نَحاسيَّة.

2- مقياس ميكرومتر من أجل قياس التيَّار.

3- لواقط من أجل الوصل بين الخلية والمقياس.

4- عُبوة بلاستيكية أو أيّ وعاء زجاجي.

5- مِلح.

6- غاز.

7- ورقة صَنفرة (رمل).

8- ماء.

9- مِقَص معادن

الخُطُوات:

1- نَقُصُّ الورقةَ النحاسية باستخدام مِقَصِّ المعادن إذ تكونُ مُلائمةً لحجم الغاز الذي ستُوضَع عليه، والتَّأكُد من نظافة الورقة، وعدم وجود أيّ غِبار أو زيوت عليها، ويُمكِنُ تنظِيفُها عن طريق ورقة الصنفرة من أجل إزالة الشوائب أو بالصابون والماء.

2- نُشغِّلُ الغازَ إذ يكونُ بأعلى مستوى، ثُمَّ نَضعُ فوقه الورقة النحاسية بعد تنظيفِها وتجفيفِها، ومن ثَمَّ ستظهر ألوان الأكسدة عند التسخين وهي: (الأحمر، البرتقالي، البنفسجي).

3- عندما تُسخَّن الورقة  كاملًا؛ ستتحول الألوان السابقة إلى اللون الأسود وهو لون أكسيد النحاس (مختلف عن الأكسيد النحاسي الذي نحتاجه).  

4- عندما تُصبِحُ نارُ الغازِ حمراء، فإنَّ الورقةَ ستتغطى كاملًا باللون الأسود.

5- نتركُ الورقةَ بعد ذلك مدة نصف ساعة من أجل أن تُصبِحَ طبقة أكسيد النحاس ثخينة؛ حتى تَسهُلَ إزالتها فيما بعد، فإذا تركنا هذه الطبقة رقيقةً سيصعب التخلص منها، ولن تزولَ تمامًا.

6- نُطفِئ الغازَ ونترك الورقة تبرُد بِبِطء، أمّا إذا بردت بطريقة سريعة؛ سيبقى أكسيد النحاس ملتصقاً بها.

7- بعد التبريد؛ ستنكَمِش الورقة وتنكمش طبقة الأكسيد أيضًا، ولكن بمستوياتٍ مختلفة، وهذا سيسبب زوال اللون الأسود، ثُمَّ إنَّها قد تتفرقَع وتَتطاير بعض الأجزاءِ في الهواء.

8- نترُكُ الورقة النحاسِيَّة حتى تصبح درجة حرارتها تماثل درجة حرارة الغرفة، وهذا قد يستغرق 20 دقيقة، وبعدها؛ يُمكِنُ إزالة الطبقة السوداء باستخدام الفَركِ الخفيفِ باليد وهي موضوعة تحت الماء، ولا يجب كشط هذه الطبقة بأيّة أداة حادة أو سلك؛ حتى لا تزول طبقة الأكسيد النحاسي اللازمة من أجل العمل.

هكذا؛ نكونُ قد جهزَّنا القطبَ السالب للخليَّة.

9- أمَّا القطب الموجب فهو ورقة ثانية من النَّحاس ،وتُقَصُّ حتى تصبح مساوية للقطب السالب.

10- نَطوي هاتَين الورقتَين، ونضعُهُما داخل العبوة إذ يكون السطح المُغطَّى بالأكسيد النحاسي مُتجهًا نحو الخارج، ويجب الانتباه حتى لا تتلامس الصفيحتَين معاً.

11- نَصِلُ القطبَ الموجبَ في المقياس إلى ورقة النحاس، والقطب السالب إلى ورقة الأكسيد، وذلك؛ باستخدام اللواقط.

12- نَمزُجُ ماءً ساخنًا مع ملعقتيَن من الِملح، ونسكُبُهما داخل القنينة بِبِطء، ولا نَغمُر الصفيحتَين كُليًّا؛ بل نترك مسافةً قُرَابة واحد إنش (2.54 سم) ،وذلك؛ من أجل وضع اللَّواقط التي يجب ألا تُلامِس الماء أو تكونُ رَطِبة، وعند وضع هذه الخلية في الظِّل؛ فإنها ستُعطِي تياراً قدره قُرَابة  (0.5 - 0.6 ميكرو أمبير)

أمَّا عند وضعِها في الشمس فستُعطي (30-50 ميكرو أمبير)

تابعونا في المقالات القادمة؛ حتى نتكلَّم عن طريقة وصل الخلايا، وإمكانية الاستفادة منها.

المصدر:

هنا