CELDA SOLAR DE LAMINA DE COBRE

Una celda solar es un dispositivo que convierte la energía lumínica del sol en electricidad.

Las celdas solares que se usan en las casas de campo y otros están hechos de silicio y requieren mucha tecnología para construirlos. Esta es una celda solar muy simple que no es tan eficiente, pero que te servirá para hacer demostraciones en una feria de ciencias o con los alumnos de tu colegio. Su construcción lleva como una hora. Esta celda solar está hecha de oxido cuproso en ves de silicio. El óxido cuproso es uno de los primeros materiales que mostraron el llamado efecto fotoeléctrico en el cual la luz hace que la electricidad fluya en un material determinado. Albert Einsten trató de explicar el efecto fotoeléctrico, lo que le hizo ganar el premio Novel y lo llevó a descubrir la Teoría de la Relatividad.

Materiales:

Necesitarás…

Un trozo de lámina de cobre de 30 por 30 cm, que no sea ni muy grueso ni muy delgado. Aunque funcionará con lo que encuentres.
Dos clips tipo "quijada de caimán".
Un tester bien sensible o un micro amperímetro. Puedes usar los medidores de corriente de los radio receptores antiguos.
Una hornilla eléctrica que cuando se caliente, su resistencia se vuelva roja.
Una botella de plástico descargable o un frasco de vidrio de boca ancha.
Sal de mesa.
Agua limpia.
Papel de lija o cepillo de cerdas de alambre para taladro eléctrico.
Tijeras para cortar metal.
Cómo se construye la celda solar
Se puede usar una hornilla:

El primer paso es cortar un trozo de cobre del tamaño de la hornilla. Nos lavamos las manos para no dejar manchas de grasa en la lámina. Luego lavamos la lámina para quitar todo rastro de grasa y finalmente lijamos cualquier trazo de corrosión o suciedad. Luego colocamos la lámina sobre el calentador y hacemos que caliente al máximo. Al calentarse el cobre se observan bellas figuras producidas por la oxidación. El cobre se cubrirá con los colores rojo, naranja y púrpura. Al calentarse más el cobre, los colores son reemplazados con una capa obscura de óxido cúprico.

Crea una celda solar con una lamina de cobre

Este no es el óxido que buscamos, pero luego se descascara mostrando los colores rojo, naranja y púrpura del óxido cuproso que se encuentra por abajo. Los últimos rastros de color desaparecen al calentarse la cocina tomando un color rojo. Cuando el calentador de la cocina está al rojo vivo, la lámina de cobre se cubrirá con una capa de óxido cúprico. Deja calentando por media hora, para que la capa negra sea gruesa. Esto es importante porque una capa gruesa se descascara muy bien, mientras que una capa delgada se quedará colada al cobre.

Después de media hora apaga la hornilla y deja la lámina sobre ésta para que se enfríe lentamente. Si haces enfriar muy rápidamente el óxido negro se quedara pegado al cobre. Al enfriarse el cobre, se encoge, lo mismo que el óxido, pero en forma diferente, lo que hace que el óxido salte en forma de escamas.

Cuando el cobre ha enfriado a la temperatura ambiente (unos 20 minutos) la mayor parte del óxido negro se habrá separado. Frota un poco con las manos debajo de agua corriente para separar los trozos pequeños. Resiste la tentación de quitar todas las manchas negras raspando fuerte o doblando el cobre. Esto podría dañar la delicada capa roja de óxido cuproso que hace que funcione la celda solar.

Cómo se ensambla Corta otra lámina de cobre del mismo tamaño que la anterior, dobla ambas piezas suavemente de manera que quepan dentro de la botella o frasco sin tocarse. La capa de óxido debe apuntar hacia el exterior de la botella. Coloca dos clips "quijada de caimán", uno a cada lámina. Conecta el clip de la lámina sin tratar a la terminal positiva del tester o micro amperímetro.

El clip de la lámina con óxido debe ir a la terminal negativa. Ahora vierte agua salada (usa unas tres cucharas de sal) en la botella, cuidando que el agua no llegue a los clips, deja unos 3 cm de espacio entre el agua y los clips. Estos no deben mojarse.


La foto de arriba muestra la celda solar en la sombra. La celda solar es una batería, aún en la oscuridad. Debido al agua salada que la hace funcionar como una pila electroquímica.

La foto de la derecha muestra a la celda solar en pleno sol. Nota que el tester muestra 33 microamperios de corriente.



La foto de arriba muestra la celda solar en la sombra. La celda solar es una batería, aún en la oscuridad. Debido al agua salada que la hace funcionar como una pila electroquímica.

La foto de la derecha muestra a la celda solar en pleno sol. Nota que el tester muestra 33 microamperios de corriente.

Cómo funciona?

El óxido cuproso es un material llamado semiconductor. Un semiconductor, como indica su nombre está entre un conductor, donde la electricidad puede fluir libremente y un aislante, donde los electrones se encuentran unidos firmemente a sus átomos y no fluyen fácilmente.




Cuando la luz del sol llega a los electrones del óxido cuproso, algunos de los electrones ganan suficiente energía como para pasar de un nivel de energía (u órbita) a otro y se convierten en electrones libres. Los electrones libres se mueven por el agua salada, luego van a la lámina de cobre, van por el cable, llegan al tester y vuelven al óxido cuproso. Los electrones son los que hacen mover a la aguja del tester o miliamperímetro. Cuando no hay mucha luz, no hay suficientes electrones para hacer un trabajo que haga mover a la aguja del tester.


solar


fuente:
http://www.fronterasdelconocimiento.com/2007/may/n_may07_27.htm