Muy sencilla
CELDA SOLAR DE LAMINA DE COBREUna 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
alunmos de tu colegio. Su construcción lleva como una hora.
Esta celda solar está hecha de oxido cuproso en ves de silcio. 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:
Cómo se contruye 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. 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 al terminal positivo del tester o
microamperímetro. El clip de la lámina con óxido debe ir al terminal
negativo.
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, nota que el tester
indica 6 microamperios de corriente.
La celda solar es una batería, aún en la obscuridad. Debido al agua
salada que la hace funcionar como una pila electroquímica.
La foto de arriba 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.
Deseas los planos completos con fotos incluidas? Por solo $us2.- lo puedes hacer.
Preguntas a: Miguel Vargas via compras@cienciafacil.com VOLVER A LA PAGINA PRINCIPAL: cienciafacil.com
