BROMBÆRSOLCELLEN. Øvelsesvejledning. nano-science center

Transkript

1 BROMBÆRSOLCELLEN Øvelsesvejledning nano-science center kø b e n h av n s u n i v e r s i t e t

2 Farvning af titandioxid Fremstilling af kulelektroden Først skal I lave et farvestof, som titandioxidlaget skal farves med Her skal der lægges et kullag på en ledende glasplade Knus 5-0 brombær helt i en Gør dette mens titandioxidlaget suger morter eller med en gaffel på en farve. tallerken til en flydende grød. Glaspladen er ledende på den ene flade. Det skyldes, at det glas vi bruger i forsøget er energiglas. Det har en tynd metalbelægning på den ene side, som virker varmeisolerende og elektrisk ledende. Kullaget skal påføres den ledende flade af glaspladen. Kom grøden i en tragt med filter på jeres bord og vent til, at der er så meget væske i petriskålen, at det er større end arealet af en 5-krone. Det tager et par minutter. Læg glaspladen med den hvide farve (titandioxid) forsigtigt ned i petri-skålen med den hvide side nedad, som vist på billede. Laget suger farve. Det hvide lag skal være helt dækket af farve. Hvilken side af glaspladen er ledende? Sådan finder du ud af det: Stil multimeterknappen hen på 00 Ω (Ω betyder ohm, som er enheden for elektrisk modstand). Placér de to metalspidser på glaspladen for at måle modstanden, som bør ligge mellem 0-50 Ω. Hvis dit multimeter viser det samme, har du fundet den ledende side. Tør den ledende side af med linsepapir eller køkkenrulle, vædet med lidt ethanol (sprit). 4 Titandioxidlaget skal suge farve i minimum 0 minutter i brombærsaften. I mellemtiden skal I lave kulelektroden. Påfør grundigt et jævnt kullag med en kulstift eller blyant på glaspladens ledende side. Tryk hårdt, så du kan se en svag grå farve på glaspladen. Kullaget skal gå helt ud til glaspladens kant. Når glaspladen er helt grå på den ene side, er kulelektroden færdig.

3 Farvning af titandioxidlag, del 4 Samling af solcellen Farvningsprocessen gøres færdig Glaspladen med titandioxidlaget og glaspladen med kulstoflaget skal samles til en sandwich Når titandioxidlaget har suget farve til sig i mere end 0 minutter, tager I glaspladen forsigtigt op af farven. Malinglaget er nu blevet rødt. Rør ikke ved det! Rør kun glaspladen på kanterne som på billede. Glaspladen skylles forsigtigt med demineraliseret eller destilleret vand på begge sider, og skylles derefter igen med ethanol. Hold pladen på kanterne og sprøjt vand på den farvede side med en lille sprøjteflaske. Glaspladen duppes (ikke gnides!) meget forsigtigt med linsepapir eller køkkenrulle på den farvede side. Det er vigtigt, at titandioxidlaget er helt tørt. Saml de to plader forskudt med malinglaget og kulstoflaget ind mod hinanden. Pladerne skal være ca. 4 mm forskudt i forhold til hinanden. Glaspladerne holdes sammen ved hjælp af to clips. En af jer skal tage plastichandsker på, da iod er giftigt! Dryp forsigtigt dråbe iod (elektrolytvæske) på den den modsatte side af glassandwichen end hvor malingen er. Elektrolytvæsken vil selv trænge ind imellem glaspladerne. Løsn den ene clips og sæt den på igen, for at være sikker på, at elektrolytvæsken er fordelt ordentligt. Glasplade clips Glasplade Det er generelt vigtigt at tænke på, at hver eneste uønsket partikel, der afsættes på solcellen vil forringe dens effekt, da elektronernes rejse til kanten af cellen vil besværliggøres af urenheder. Så det er godt at tænke grundigt over hvordan man behandler sin solcelle! 4 Overskydende iod tørres helt væk fra solcellens ender med linsepapir. Enderne skal være knastørre. Husk handsker, så I ikke får iod på fingrene! Solcellen er hermed færdig. Nu skal I måle på solcellen.

4 5 Målinger på solcellen Nu skal I måle, om solcellen rent faktisk duer til noget 6 Resultater Tilføj selv noter og måleresultater Sæt ledninger med krokodillenæb på solcellen. Ledningerne tilsluttes multimeteret. Det er vigtigt, at der ikke er noget iod tilbage på enderne af solcellen. Hold solcellen hen foran en kraftig lampe. Prøv at måle med både den farvede side tættest på lampen og med den ufarvede side. Mål nu hvor stor en spændingsforskel U (målt i volt) solcellen kan producere: Stil multimeterknappen til DCV (jævnspænding). Tilslut solcellen til multimeteret og aflæs spændingsforskellen. Tallet skrives ned i skemaet: Mål nu hvor stor stor en strømstyrke I (målt i ampere) solcellen kan producere: Stil multimeterknappen til DCA (jævnstrøm). Tilslut solcellen og og aflæs strømstyrken. Tallet skrives også ned: 4 Beregn effekten P (målt i watt). Effekten fortæller, hvor meget energi solcellen kan omsætte pr. sekund. MÅLT SPÆNDING U(V) MÅLT STRØMSTYRKE I(A) EFFEKT P(W) = U I

5 Rikke Bøyesen redaktør Rikke Bøyesen, Gitte Frandsen, Kasper Nørgaard, SCIENCE Skoletjenesten tekst Asmus Ougaard Dohn, Toke Wahl Fritzemeier layout Udviklet i samarbejde med gymnasielærer Mikkel Rønne, gymnasielærer Marianne Johansson, skolelærer Karin Horsted Berg, skolelærer Hans-Peter Borregaard og formand for DFKF Storkøbenhavn Erland Andersen Nano-Science Center 00 Se mere om nanoscience og flere øvelser på