CELDA SOLAR DE LAMINA DE COBRE

AO DE LA CONSOLIDACIN DEMOCRTICA

INSTITUCIN EDUCATIVA

ngela Moreno de Glvez

REA

:

Ciencia tecnologa y AmbientePROFESOR:

FREDY HINISTROZA PUCHOCINTEGRANTES:ANGLAS TORRES, Pamela

ASTUVILCA JORA, Jessica

CESPDES CAMPOS, Zulema

LLACZA COTERA, Leady

GRADO:1ro.

SECCIN:

JTARMA PER

2006

CELDA SOLAR DE LAMINA DE COBRE

Una celda solar es un dispositivo que convierte la energa lumnica del sol en electricidad. Las celdas solares que se usan en las casas de campo y otros estn hechos de silicio y requieren mucha tecnologa para construirlos. Esta es una celda solar muy simple que no es tan eficiente, pero que te servir para hacer demostraciones en una feria de ciencias o con los alumnos de tu colegio. Su construccin lleva como una hora.

Esta celda solar est hecha de oxido cuproso en ves de silcio. El xido cuproso es uno de los primeros materiales que mostraron el llamado efecto fotoelctrico en el cual la luz hace que la electricidad fluya en un material determinado. Albert Einsten trat de explicar el efecto fotoelctrico, lo que le hizo ganar el premio Novel y lo llev a descubrir la Teora de la Relatividad.

MATERIALES:

NECESITARS:

1. Un trozo de lmina de cobre de 30 por 30 cm, que no sea ni muy grueso ni muy delgado. Aunque funcionar con lo que encuentres.

2. Dos clips tipo "quijada de caimn".

3. Un tester bien sensible o un microampermetro. Puedes usar los medidores de corriente de los radioreceptores antiguos.

4. Una hornilla elctrica que cuendo se caliente, su resistencia se vuelva roja.

5. Una botella de plstico descartable o un frasco de vidrio de boca ancha.

6. Sal de mesa.

7. Agua limpia.

8. Papel de lija o cepillo de cerdas de alambre para taladro elctrico.

9. Tijeras para cortar metal.

Cmo se construye la celda solar

Se puede usar una hornilla como sta:

El primer paso es cortar un trozo de cobre del tamao de la hornilla. Nos lavamos las manos para no dejar manchas de grasa en la lmina. Luego lavamos la lmina para quitar todo rastro de grasa y finalmente lijamos cualquier trazo de corrosin o suciedad. Luego colocamos la lmina sobre el calentador y hacemos que caliente al mximo.

Al calentarse el cobre se observan bellas figuras producidas por la oxidacin. El cobre se cubrir con los colores rojo, naranja y prpura.

Al calentarse ms el cobre, los colores son reemplazados con una capa obscura de xido cprico. Este no es el xido que buscamos, pero luego se descascara mostrando los colores rojo, naranja y prpura del xido cuproso que se encuentra por abajo.

Los ltimos rastros de color desaparecen al calentarse la cocina tomando un color rojo.

Cuando el calentador de la cocina est al rojo vivo, la lmina de cobre se cubrir con una capa de xido cprico. 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 quedar colada al cobre.

Despus de media hora apaga la hornilla y deja la lmina sobre sta para que se enfre lentamente. Si haces enfriar muy rpidamente el xido negro se quedara pegado al cobre.

Al enfriarse el cobre, se encoge, lo mismo que el xido, pero en forma diferente, lo que hace que el xido salte en forma de escamas.

Cuando el cobre ha enfriado a la temperatura ambiente (unos 20 minutos) la mayor parte del xido negro se habr separado. Frota un poco con las manos debajo de agua corriente para separar los trozos pequeos. Resiste la tentacin de quitar todas las manchas negras raspando fuerte o doblando el cobre. Esto podra daar la delicada capa roja de xido cuproso que hace que funcione la celda solar. Cmo se ensambla Corta otra lmina de cobre del mismo tamao que la anterior, dobla ambas piezas suavemente de manera que quepan dentro de la botella o frasco sin tocarse. La capa de xido debe apuntar hacia el exterior de la botella. Coloca dos clips "quijada de caimn", uno a cada lmina. Conecta el clip de la lmina sin tratar al terminal positivo del tester o microampermetro. El clip de la lmina con xido 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 batera, an en la obscuridad. Debido al agua salada que la hace funcionar como una pila electroqumica.

La foto de arriba muestra a la celda solar en pleno sol. Nota que el tester muestra 33 microamperios de corriente.

CMO FUNCIONA?

El xido cuproso es un material llamado semiconductor. Un semiconductor, como indica su nombre est entre un conductor, donde la electricidad puede fluir libremente y un aislante, donde los electrones se encuentran unidos firmemente a sus tomos y no fluyen fcilmente. Cuando la luz del sol llega a los electrones del xido cuproso, algunos de los electrones ganan suficiente energa como para pasar de un nivel de energa (u rbita) a otro y se convierten en electrones libres. Los electrones libres se mueven por el agua salada, luego van a la lmina de cobre, van por el cable, llegan al tester y vuelven al xido cuproso. Los electrones son los que hacen mover a la aguja del tester o miliampermetro. Cuando no hay mucha luz, no hay suficientes electrones para hacer un trabajo que haga mover a la aguja del tester.