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• 警告
• 必要な材料

太陽電池は、植物がこの変換を行って食物を生成するのと同じように、光合成によって太陽のエネルギーを電気に変換します。太陽電池は、太陽のエネルギーを利用して、半導体材料の電子が原子核に近い軌道からより高い軌道に移動し、そこで電気を伝導できるようにすることで機能します。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、ここでは、より入手しやすい材料でそれらを作成する方法を説明します。すべてがどのように機能するかを自分で確認してください。

ステップ

パート1/3：ガラスプレートのコーティング

1. 

   同じサイズのガラス板を2枚購入してください。 顕微鏡のスライドとして使用される同じサイズのプレートが理想的です。

2. 

   
   
   プレートの両面をアルコールで洗浄します。 きれいになったら、端だけを持って取り扱ってください。

3. 

   プレートの両面の導電率をテストします。 マルチメータの針で表面に触れることによってこれを行います。どちらの側が最も導電性であるかを確認したら、それらを並べて配置します。導電性側を上にしてプレートを配置し、導電性側を下にして別のプレートを配置します。

4. 

   
   
   ブレードに透明なテープを貼ります。 これにより、次のステップのためにそれらを所定の位置に保持します。
   • プレートの縦軸に沿ってテープを配置し、端から1mm後に重なるようにします。
   • プレートの導電側の外側の4〜5mmに沿ってテープを配置します。

5. 

   二酸化チタンの溶液をプレートに塗布します。 導電面を上にしてプレートに2滴を置き、表面全体に均等に広げます。二酸化チタンが導電面を下にしてプレートを覆うようにします。
   • 二酸化チタン溶液を塗布する前に、プレートを酸化スズでコーティングすると便利な場合があります。

6. 

   
   
   テープをはがし、プレートを分離します。 今、あなたはそれらの両方を異なって扱うでしょう。
   • 導電面を上にしてプレートを電気プレートに一晩置き、表面の二酸化チタンをローストします。
   • 導電面を下にしてプレートから二酸化チタンを取り除き、ほこりがたまらない場所に置きます。

7. 

   ペンキで浅い皿を準備します。 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の花びらからお茶を作ることで作ることができます。

8. 

   二酸化チタンでコーティングされたプレートを、コーティングされた面を下にして、塗料に10分間浸します。

9. 

   もう一方のプレートをアルコールで洗浄します。 二酸化チタンでコーティングされたプレートが溶液に浸されている間にこれを行います。

10. 

    きれいなプレートを再テストして、導電面を見つけます。 非導体を正の符号でマークします（+).

11. 

    クリーンプレートの導電側に薄いカーボンコーティングを施します。 これを行うには、鉛筆またはグラファイトベースの潤滑剤を通過させ、表面全体を覆います。

12. 

    二酸化チタンでコーティングされたプレートを塗料から取り除きます。 最初は脱イオン水で、次にアルコールで2回洗浄します。きれいなティッシュで拭く前に、注意深く乾かしてください。

パート2/3：太陽電池の組み立て

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の上に置き、両方のコーティングに触れます。 プレートは軸からわずかにずれており、約5mmです。それらを所定の位置に保つために端にバインダークリップを使用してください。

2. 

   露出したコーティングにヨウ化カルシウム溶液を2滴塗布します。 溶液をコーティング全体に広げて完全に覆います。クランプを開き、プレートの1つをそっと持ち上げて、溶液が表面全体に広がるようにすることをお勧めします。
   • ヨウ化カルシウム溶液は、セルが光源にさらされたときに、二酸化チタンでコーティングされたプレートから炭素でコーティングされたプレートに向かって電子が流れることを可能にします。このような溶液は「電解」と呼ばれます。

3. 

   プレートの露出部分から余分な溶液を取り除きます。

パート3/3：太陽電池のアクティブ化とテスト

1. 

   ワニ口クリップを太陽電池の両側の露出したコーティングされた部分に取り付けます。

2. 

   マルチメータからの黒いワイヤを、露出した二酸化チタンコーティングに接続されたクランプに接続します。 このプレートは、セルの負極またはカソードです。

3. 

   マルチメータの赤いワイヤを、露出したカーボンカバーに取り付けられたクランプに接続します。 このプレートは、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. 

   太陽電池を光源の近くに置き、負極を手前に向けます。 教室では、これはプロジェクターレンズの上にセルを置くことによって行うことができます。自宅では、ランプや太陽自体などの光源を交換できます。

5. 

   マルチメータで太陽電池が発生する電流と電圧を測定します。 セルが光にさらされる前後にこれを行います。

チップ

• また、磨かれた銅の小さなシートを2枚使用し、そのうちの1枚を電気プレートに30分間置いて、銅が暗くなるまで太陽電池を作ることもできます。冷却して酸化第二銅コーティングを取り除き、下の赤いコーティングを半​​導体として機能させます。銅板を何も覆う必要はなく、電解液として食塩水を使用します。

警告

• また、コーティングされたガラス板や銅箔上の半導体太陽電池は、それ自体で多くのエネルギーを生成しません。シリコーンは、この記事で使用されている両方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ソーラーパネルに取り付けられています。

必要な材料

• ガラス板（顕微鏡スライドなど）;
• 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;
• 電気プレート（可能であれば1,100ワット）;
• 二酸化チタン溶液（オプション）;
• グラファイトまたはカーボン潤滑スティック付きの鉛筆。
• ヨウ化カルシウム溶液;
• バインダークリップ;
• ワニ口クリップ。