2、调节电流:调节电流,以达到半导体散热器的最佳工作电流。
3、调节温度:调节半导体散热器的温度,以达到最佳的散热效果。
4、调节风扇:调节风扇的转数,以达到最佳的散热效果。
给我信箱,可以图文并茂。
自制太阳能电池之探讨
壹、研究动机
太阳能是外来到达地球最多的能源,可以说是地球上生物生命活动的泉源。而太阳能无
污染且不虞匮乏的优点,再加上其他能源的过度使用与所造成的环境污染,都使得太阳能的
运用成为刻不容缓的事。
太阳能电池目前的应用很广,诸如家用发电系统、通讯、交通及道路照明等。然而其所
使用的矽半导体材料属高科技产业,制造过程费用高且不易取得,因而引发我们想从一些较
易取得的材料来制作出太阳能电池,并充分体会自己制作科学玩具的乐趣。从网路上搜集相
关资料,全文如(网址 http://scitoys.com/scitoys/scitots/echem/echem2.html) ,此实验所需的材料极
易取得,是可以自行制作完成的太阳能电池,因此,我们选择这个示范实验来做进一步的研
究,期能以国中生的观点对太阳能电池有更多了解。
贰、研究目的
探讨影响自制太阳能电池,输出电流大小的变因。
参、研究器材
一、 所需器材:
铜片、肥皂(清洁剂)、食盐、水、量杯、天平、三脚架、陶瓷纤维网、酒精灯、 三用电
表、鳄鱼夹、直尺、螺旋测微器。
二、实验步骤:
1.裁好所需尺寸大小的铜片两片,并以肥皂清洗,去除表面油污。
2.将铜片乾燥后,以酒精灯加热铜片,直到铜片表面全部变黑。如(图一)所示:
(图一)加热铜片
3.将加热好的铜片(氧化铜)静置冷却。 (注意:氧化铜极易脱落,冷却时应避免移动或触碰)
4.调配好所需浓度的食盐水溶液500mL。
5.将铜片与氧化铜片浸入食盐水中适当深度,并以鳄鱼夹固定后,以电线分别连接三用电表
之正负极。
6.将步骤五之实验装置置於阳光下,并注意将黑色的氧化铜面正向阳光,测量电流与时间的
关系并纪录之。如(图二)所示:
(图二)测量电流
肆、研究方法
1. 实验一:食盐水浓度的影响
控制变因:反应物在液面下的面积(12.5cm2)、食盐水体积(500mL)、铜片的大小( 5*5cm2 )
与厚薄、铜片加热为氧化铜的时间(30分钟) 、实验开始时间(中午12:30)。
*** 纵变因:食盐水浓度(5%、10%、15%)
应变变因:输出电流的大小。
2. 实验二:反应物在液面下面积的影响
控制变因:食盐水浓度(10%)、食盐水体积(500mL)、铜片的大小( 5*5cm2 )与厚薄、铜片加热
为氧化铜的时间(30分钟) 、实验开始时间(中午12:30)。
*** 纵变因:反应物在液面下的面积(12.5cm2、6.25cm2)。
应变变因:输出电流的大小。
3. 实验三:铜片厚薄的影响
控制变因:食盐水浓度(10%)、食盐水体积(500mL)、铜片的大小( 5*5cm2 )、铜片加热为氧化
铜的时间(30分钟) 、反应物在液面下的面积( 12.5 cm2 )、实验开始时间(中午12:30)。
*** 纵变因:铜片厚薄(0.1mm、0.05mm)
应变变因:输出电流的大小。
4. 实验四:铜片的大小的影响
控制变因:食盐水浓度(10%)、食盐水体积(500mL)、铜片的厚薄、铜片加热为氧化铜的时间
(30分钟) 、反应物在液面下的面积(12.5 cm2 、18 cm2 )、实验开始时间(中午12:30)。
*** 纵变因:铜片大小 ( 5*5cm2 、6*6cm2 )
应变变因:输出电流的大小。
5. 实验五:电解液种类的影响
控制变因:电解液浓度(10%)、食盐水体积(500mL)、铜片的大小( 5*5cm2 )、厚薄、铜片加热
为氧化铜的时间(30分钟) 、反应物在液面下的面积(12.5 cm2 )、实验开始时间
(中午12:30)。
*** 纵变因:电解液种类(食盐水、硫酸铜水溶液)
应变变因:输出电流的大小。
6. 实验六:不同金属片的影响
控制变因:食盐水浓度(10%)、食盐水体积(500mL)、铜片的大小( 5*5cm2 )、厚薄、金属片加
热的时间(30分钟) 、反应物在液面下的面积( 12.5cm2 )、实验开始时间(中午12:30)。
*** 纵变因:不同金属片(铜片、铝片)
应变变因:输出电流的大小。
7. 实验七:铜片燃烧的时间
控制变因:食盐水浓度(10%)、食盐水体积(500mL)、铜片的大小( 5*5cm2 )、厚薄、反应物在
液面下的面积( 12.5 cm2 )、实验开始时间(中午12:30)。
*** 纵变因:金属片加热的时间(30分钟、1小时)。
应变变因:输出电流的大小。
伍、研究成果与讨论
(1) 实验一:食盐水浓度的影响
开始时间:民国九十二年三月三日中午12:30
表1-1食盐水浓度15%
时间(分) 0 26 48 53 69 72 93 150
电流(mA) 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5 0.45 0.4 0.35
表1-2食盐水浓度10%
时间(分) 0 18 26 59 74 77 106 142
电流(mA) 0.8 0.75 0.7 0.65 0.65 0.55 0.5 0.45
表1-3食盐水浓度5%
时间(分) 0 25 47 75 86 94 117 156
电流(mA) 0.75 0.7 0.65 0.6 0.5 0.55 0.45 0.4
当食盐水浓度15%时,电池最大电流有0.7mA;而食盐水浓度10%时,电池最大电流有
0.80mA;食盐水浓度5%时,电池的最大电流0.75mA。也就是说,食盐水浓度太大,反而形
成输出电流的阻力(食盐水溶液中导电粒子碰撞的机率增高)因此,在以下的实验中,我们
决定采用食盐水浓度10%为最佳。另外,值得一提的是,食盐水溶液会逐渐变为淡绿色,我
们认为可能是铜绿所造成的。
(2) 实验二:反应物在液面下面积的影响
开始时间:民国九十二年三月二日中午12:30
表2-1浸入面积:12.5(cm2)
时间(分) 0 13 39 43 56 60 67
电流(mA) 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5<
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