كيف تصنع خلية شمسية

طريقة صناعة الخلية الشمسية

معدات صناعة الخلية الشمسية

هناك العديد من المعدات الواجب توافرها بهدف صناعة خلية شمسية بنجاح، وهذه المكونات هي:^[١]

• ثاني أكسيد التيتانيوم (بالنجليزية: Titanium Dioxide).
• مشابك الورق التي تشبه الملقط وملاقط من نوع (Alligator clips).
• أسيتون.
• مجموعة من الصفائح الزجاجية.
• بودرة تشحيم، قلم رصاص، و (lubricant stick).
• حقنة.
• ملتيميتر (بالإنجليزية: Multi meter).
• عيدان تنظيف الأذنين وقطن.
• قطعة ألمنيوم.
• صحنان مجوّفان.
• ملعقة.
• مياه نقية.
• عصير التوت البري.
• موقد.
• محلول اليوديد (بالإنجليزية: Iodide solution).

خطوات صناعة الخلية الشمسية

تتم صناعة الخلية الشمسية من خلال اتباع الخطوات الآتية:^[١]

• إيجاد مكان نظيف للعمل عليه.
• وضع القليل من الأسيتون على قطعة القطن، واستخدامها من أجل تنظيف صفيحة الزجاج الأولى، حيث يتم تنظيف الصفحية من الجانبين ثم بعد ذلك يتم فحص ما إذا كانت موصلة للتيار من الجهة العليا من خلال وصلها بالملتيميتر، حيث يتم عمل التماس بسيط للتأكد من أنها موصلة للتيار، ثم توضع في مكان نظيف، وإذا لم تكن موصلة يتم محاولة فحصها من جديد من الجهة الأخرى والتي ستكون موصلة، وإبقاء الجهة الموصلة للأعلى.
• تكرار ذات العملية على صفيحة الزجاج الأخرى، ولكن هذه المرة الجهة الموصلة يجب وضعها للأسفل، ثم توضع جانباً مع اللوحة الأولى.
• في وعاء يُضاف القليل من الماء، ثم يضاف بعض التيتانيوم، ثم يتم استخدام الملعقة لتحريكه من أجل التخلص من أي تكتلات، مع الاستمرار في التحريك حتى يتحول السائل إلى مادة لزجة.
• إحضار صفحية الزجاج الأولى الموصلة من الجهة العليا، ويتم فرد خليط التيتانيوم الناتج على سطحها برفق، ثم يتم وضع صفيحة الألمنيوم فوقها.
• وضع صفحية الزجاج المغطاة بالتيتانيوم في الموقد، وتسخينها لفترة من الزمن، وبشكل بطيء حتى لا تنكسر صفيحة الزجاج، وعند الوصول لدرجة الحرارة المطلوبة يتم إبعاد الصفيحة عن الموقد، ووضعها جانباً لفترة من الزمن، بعد ذلك يكون قد تبقى 15 دقيقة فقط لتجهيز الخلية الشمسية.
• سكب عصير التوت في الطبق الآخر، ثم وضع الصفيحة المغطاة بالتيتانيوم بها لمدة 10 دقائق، حيث يعتبر عصير التوت والتيتانيوم هما المسؤولان عن توليد التيار الكهربائي، فعصير التوت يعمل على توليد إلكتروناً سالباُ وثقباً موجباً (بسبب نقص أحد الإلكترونات) عند سقوط الضوء عليه، وبدلاً من إتحادهما من جديد يعمل التيتانيوم على نقل الإلكترون إلى الجانب عند مشابك (Alligator clips)، ليتم نقله فيما بعد لباقي الدائرة.
• بعد ذلك يتم إحضار صفيحة الزجاج الموصلة من الأسفل، ويتم مسحها مرة أخرى بالأسيتون ويتم تغطيتها بزيوت التشحيم أو الجرافيت على الجهة الموصلة.
• إزالة اللوحة الأخرى من العصير وغسلها بالماء.
• بعد ذلك تكون الألواح جاهزة ليتم وضعها معاً، بحيث توضع على بعضها البعض، مع التأكد من ترك 5 سم على الألواح مكشوف ليتم توصيلهم بمشابك (Alligator clips)، ثم بعد ذلك يتم ربط الصفائح معاً باستخدام مشابك الورق التي تشبه الملاقط.
• وضع بضع قطرات من اليود بين الصفائح من أجل الحصول على توصيل جيد.
• تجربة الخلية من خلال تعريضها لأشعة الشمس المباشرة، وفحص مقدار التيار الذي تنتجه والذي سيكون حوالي 25 ميلي فولت.

صناعة أول خلية شمسية

حسب موسوعة بريتانيكا (بالإنجليزية: Encyclopedia Britannica)، فإنه قد تم صناعة أول خلية شمسية حقيقية حوالي عام 1883م، عندما قام تشارلز فريتس (Charles Fritts) باستخدام الوصلات التي تشكلت بطلاء السيلينيوم (بالإنجليزية: coating selenium)(أشباه الموصلات) مع طبقة رقيقة من الذهب من أجل صناعة خلية شمسية تعتبر الأولى في التاريخ.^[٢]

استخدامات الخلية الشمسية

تستخدم الخلية الشمسية في إنتاج الطاقة المستخدمة في العديد من الأجهزة، ومن الأمثلة على استخدامات الطاقة المستخلصة من الخلايا الشمسية:^[٣]

• شحن الآلات الحاسبة.
• الإنارة، كتلك الخلايا الضوئية المستخدمة في إنارة الشوارع.
• تزويد إشارات الطرق بالطاقة الكهربائية اللازمة.

المراجع

1. ^ ^{أ ب} akolk1, "DIY Solar Cell From Scratch"، www.instructables.com, Retrieved 11-3-2018. Edited.
2. ↑ Mary Bellis (4-4-2017), "History and Definition of a Solar Cell"، www.thoughtco.com, Retrieved 31-3-2018. Edited.
3. ↑ Jessika Toothman & Scott Aldous, "How Solar Cells Work "، science.howstuffworks.com, Retrieved 11-3-2018. Edited.