Tegenwoordig zie je op steeds meer daken van huizen grote, zwarte panelen met zonnecellen. Een zonnecel – wel een heel ander type dan op huizen – kun je eenvoudig zelf maken.
Dit heb je nodig:
- Een zeer zonnige dag
- Een schone jampot (of bekerglas)
- Een lichtdicht plastic buisje
- Twee stukken dik koperdraad met massieve ader (montage draad) zonder isolatie
- Twee draden met krokodillenklemmetjes
- Een multimeter
- Een zakje bakpoeder!
Op deze foto ligt alles bij elkaar. Als je zelf niet alles hebt, kan je leraar of de toa op school je misschien helpen.
Om hier een zonnecel van te maken moet je eerst de koperdraden (nadat je de isolatie eraf gehaald hebt) laten oxideren, dat wil zeggen: roesten. Dat kan het best door ze in een gasvlam heet te laten worden. Buig ze eerst in de juiste vorm: een platte S. Houd het koperdraad met een metalen tang vast als je het gaat verhitten! Zorg dat het stuk waar je later de krokodillenklemmen op zet niet oxideert.
Als je geen lichtdicht buisje hebt, neem dan een gewoon stukje pvc-pijp en plak daar ducttape omheen, zo heb ik het zelf ook gedaan.
Nu kun je de zonnecel in elkaar zetten. Vul de jampot met water en roer daar een theelepel bakpoeder doorheen. Hang de beide koperdraden tegenover elkaar in de pot en zorg dat één daarvan in het buisje zit. Als je de multimeter nu aansluit en instelt op een bereik van 200 millivolt, kun je een spanning meten. Zet de pot daarvoor wel in de felle zon.
Het moet er dan ongeveer uitzien zoals op deze foto. Ik haalde een spanning van ruim 40 millivolt.
Hoe werkt dit?
Deze zonnecel werkt door het foto-elektrisch effect. Dit effect zorgt ervoor dat als er licht op een metalen voorwerp valt er elektronen uit losgemaakt kunnen worden. Bij dit experiment maakt het zonlicht dat schijnt op de niet afgeschermde draad, elektronen los uit deze geoxideerde koperdraad. De oplossing met bakpoeder bevat ionen en kan deze losgekomen elektronen daardoor geleiden naar de andere koperdraad in het lichtdichte buisje. Zo ontstaat er een gesloten circuit. De tweede koperdraad moet in een lichtdicht buisje, anders worden daar ook elektronen vrijgemaakt en werken ze elkaar tegen. Omdat er bij één koperdraad wel en bij de andere geen elektronen vrijkomen, ontstaat er een spanningsverschil en gaat er een stroom lopen. Je kunt ook zien dat als je het zonlicht afschermt (door bijvoorbeeld een krant voor de jampot te houden) de spanning inzakt naar ongeveer 15 millivolt.
De opgewekte spanning van deze zonnecel is niet zo hoog. Wil je hier een lampje van enkele volts op laten branden dan heb je veel van deze jampotten nodig. En stel je eens voor dat je het hele dak van je huis zou moeten vol zetten met honderden van deze jampotten. Dus erg veel heb je niet aan een zo’n zonnecel, maar het is wel leuk om te maken en om te zien dat het werkt.