تبیان، دستیار زندگی

دستاورد برتر متوسطه 2 سرای دانش (تهران)،ساخت شارژر خورشیدی رنگ دانه ای نسل سوم

با توجه به مزیت های استفاده از انرژی خورشیدی ، ما به دنبال ساخت شارژر خورشیدی به عنوان باتری برای ساعت و ماشین حساب هستیم.
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : نسرین صادقی
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

دستاورد برتر متوسطه 2 سرای دانش (تهران)

 

در دهمین جشنواره پروژه های دانش آموزی تبیان

دساورد برتر متوسطه 2 سرای دانش (تهران)،ساخت شارژر خورشیدی رنگ دانه ای نسل سوم

مقطع: دوره دوم

موضوع: ساخت شارژر خورشیدی رنگ دانه ای نسل سوم
نام مدرسه: سرای دانش (تهران)
نام استاد: خانم سیده سمانه عطایی
دانش آموزان: مبینا زین العابدین، آتنا نریمانی، کوثر رادمرد، مهرسا اكبرپور

 

چکیده:

با توجه به مزیت های استفاده از انرژی خورشیدی ، ما به دنبال ساخت شارژر خورشیدی به عنوان باتری برای ساعت و ماشین حساب هستیم.

در اکثر کشورها، جمعیت جهان رو به افزایش است و همچنین افزایش متقاضیان برای منابع انرژی زیاد است. از طرفی سوخت های فسیلی مدت زیادی نمی تواند جوابگوی تمام نیازهای انسان باشند و دیر یا زود تمام خواهد شد پس باید جایگزین مناسبی برای این سوخت ها پیدا کنیم که انرژی خورشیدی می تواند جایگزین بسیار مناسبی باشد.

 

اگر منابع انرژی موجود به اتمام رسد ،انرژی تجدید پذیر و دائمی مانند انرژی خورشیدی را تا ابد خواهیم داشت و تاثیرات مخرب زیست محیطی و ایمنی از نظر سلامتی ما را تهدید نخواهد کرد. سلول های خورشیدی رنگدانه ای که ساختیم را با هم سری کرده و از آن به عنوان باتری ساعت و ماشین حساب استفاده کردیم.


سلول خورشیدی حساس شده با رنگ (Dye-Sensitized Solar Cell. DSSC) ، گونه ای از سلول خورشیدی ارزان قیمت متعلق به دسته سلول های خورشیدی لایه نازک (Thin Film Solar Cells) است.


اساس کار این سلول یک نیمه رساناست که از یک آند حساس به نور و یک محلول الکترولیت تشکیل می شود. جذب نور توسط یک ماده  رنگی سبب برانگیخته شدن الکترون های آن می شود.


مولکول های ماده رنگی بسیار کوچک هستند، بنابراین برای جذب میزان قابل توجهی از نور خورشید از ماده ای دیگر به عنوان پایه برای نگه داشتن تعداد زیادی از مولکول های ماده رنگی در یک ساختار سه بعدی استفاده می شود. 
 

معمولاً تیتانیوم دی اکسید به عنوان نیمه رسانا این نقش را ایفا می کند و الکترون های برانگیخته شده را از رنگ به الکترود شمارشگر انتقال می دهد. در نهایت طی یک چرخه نتقال الکترون که الکترولیت در آن نقش مهمی دارد، الکترون ها به مولکول های رنگ بر می گردند. به این ترتیب، نور خورشید توسط این سلول خورشیدی به الکتریسیته تبدیل می شود.

 

روش کار به این ترتیب بود که ابتدا خمیر تیتانیوم دی اکسید را بر روی شیشه FTO لایه نشانی کرده و با دما دهی مناسب آن را آماده می  کنیم و سپس به آن رنگدانه را می افزاییم تا خشک شود (آند) و سپس با شمع کاتد را دوداندود می کنیم.

 

آند و کاتد را روی هم قرار داده در بین آن الکترولیت را اضافه می کنیم. حالا با استفاده از مالتی متر ولتاژ حاصل از آن را در تابش خورشید اندازه می گیریم. لازم است بدانیم که در آزمایشات اولیه خطاهایی داشته و به همین دلیل بازدهی مناسب نداشتیم. و در نهایت سه عدد سلول با بازدهی مناسب را با هم به طور سری متصل کرده و با ولتااژ 2.1 ولت از آن به عنوان باتری ماشین حساب و ساعت دیواری استفاده کردیم.


 

برای مشاهده مجموعه  فایل های ضمیمه اینجا کلیک کنید .

 

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تنظیم: نیلوفر یاقوتی