Cellule solaire à fabriquer dans sa cuisine

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Sommaire 1 Présentation de l'expérience 2 Matériel 3 L'expérience 3.1 La manipulation 3.2 Que voit-on ? 4 Explications 4.1 De manière simple 4.2 Questions sans réponses 4.3 Allons plus loin dans l'explication 5 Liens avec d'autres expériences 5.1 Expériences sur Wikidébrouillard 5.2 Autres expériences 6 Applications : liens avec le quotidien 7 Lieux propices à sa réalisation 8 Catégories

Présentation de l'expérience

Fabriquez une cellule solaire dans votre cuisine

Matériel

Matériel pour la réalisation de la plaque de cuivre oxydée

• une plaque de cuivre
• une plaque chauffante
• du papier de verre
• une éponge propre
• du produit vaisselle
• de l'eau courrante

Matériel pour nettoyer une plaque de cuivre

• une plaque de cuivre
• du vinaigre
• du sel
• de l'eau tiède
• deux éponges propres
• des pinces à linge
• des récipients

Matériel pour monter la cellule solaire

• une plaque de cuivre oxydée (voir l'étape 1 de la manipulation)
• une plaque de cuivre nettoyée (voir l'étape 2 de la manipulation
• de l'eau tiède
• du bicarbonate alimentaire
• une demi bouteille en plastique transparent
• un multimètre électronique capable de mesurer jusqu'à 10 µA
• 4 pinces crocodiles
• 2 fils

L'expérience

La manipulation

Etape 1 : préparation de la plaque de cuivre oxydée

• Lavez la plaque de cuivre avec du savon
• Utilisez le papier de verre pour éliminer la corrosion
• Placez la plaque nettoyée et séchée sur la plaque électrique allumée au maximum
• Comme le cuivre commence à se réchauffer, vous verrez les modèles d'oxydation commencées à se former : oranges, violets, rouges.

Ces couleurs sont petits à petits remplacées par un revêtement noir d'oxyde cuivrique. Ce n'est pas l'oxyde que nous voulons. celui-ci « pèlera » plus tard, dévoilant les sous-couches d'oxyde cuivreux : rouge, orange, rose et violets.

• Laissez cuire pendant une demi-heure pour que le revêtement noir soit épais. Ceci est important, car une épaisse couche pèlent bien, alors qu'une mince couche se détachera moins facilement de la plaque de cuivre.
• Après la demi-heure de cuisson, éteindre le brûleur. Laissez le cuivre chaud sur le brûleur se refroidir lentement. Si vous le refroidissez trop vite, l'oxyde noir restera collé sur le cuivre.

Comme le cuivre se refroidit, il se contracte. L'oxyde de cuivre noir se rétrécit aussi mais pas autant, donc ils se détachent petit à petit (attention aux projections).

• Lorsque le cuivre est revenu à température ambiante (cela prend environ 20 minutes), la plupart de l'oxyde noir aura disparu. Un lavage de la plaque avec les mains sous de l'eau courante supprimera la plupart des petits morceaux. Résistez à la tentation de supprimer tous les points noirs en frottant. Cela pourrait endommager la délicate couche rouge d'oxyde cuivreux.

Etape 2 : nettoyage de la deuxième plaque Le bain au vinaigre sert sert à atténuer ou faire disparaître les grosses taches.

• Versez dans une bassine de l'eau très chaude et un demi-litre de vinaigre blanc. Immergez l'objet.
• Lavez-le.
• Retirez l'objet et frottez-le vivement avec une éponge saupoudrée de sel. Evitez au maximum les coulures, afin d'éviter à avoir ensuite à frotter pour les éliminer.
• Remettez l'objet dans le vinaigre puis frottez à nouveau. Laissez tremper si nécessaire 10 bonnes minutes en surveillant de près l'évolution du détachage.
• Retirez du bain, rincez immédiatement à l'eau tiède puis lavez avec une éponge imbibée avec de l'eau savonneuse.
• Séchez.

Etape 3 : montage de la cellule photovoltaïque

• Fixez une pince crocodile à la plaque de cuivre enduite d'oxyde cuivreux et l'autre à la plaque de cuivre propre.
• Branchez le cordon de la plaque de cuivre propre à la borne positive du multimètre.
• Branchez le cordon de la plaque de l'oxyde cuivreux à la borne négative du multimètre.
• Préparez une solution d'eau tiède avec du bicarbonate (du sel convient aussi).

Versez dans la demi bouteille. La solution ne doit pas recouvrir complètement les plaques. Laissez environ un centimètre des plaques au dessus du liquide pour y accrocher les pinces croco.

Que voit-on ?

En modifiant la position de votre montage obscurité/ombre/soleil, la valeur sur le multimètre change. Plus le soleil est fort, plus la valeur (intensité) en micro-ampère augmente.

Explications

De manière simple

Je propose une explication scientifique de manière simple, de la façon la plus imagée possible. Imaginez que vous expliquez l'expérience à un enfant ou à une personne non scientifique (éviter le tutoiement !

Questions sans réponses

Ici je mets les questions soulevées par l'expérience, qui n'ont pas trouvé de réponses !!

Allons plus loin dans l'explication

Développons les concepts scientifiques associés.
Ne pas hésiter à faire des liens avec Wikipédia.

Liens avec d'autres expériences

Expériences sur Wikidébrouillard

Autres expériences

Site internet où l'on a trouvé cette expérience en anglais. http://scitoys.com/scitoys/scitoys/echem/echem2.html

Applications : liens avec le quotidien

Un panneau solaire est un dispositif destiné à récupérer le rayonnement solaire pour le convertir en énergie électrique ou en énergie thermique utilisable par l'homme.

Lieux propices à sa réalisation

Il vaut mieux réaliser cette expérience un jour où le soleil est présent sinon les résultats ne seront pas super significatifs.

Catégories

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