Capteurs solaires teintés

1. préparation de la pâte de₂ TiO

1. Masse sortir 6 g de poudre de₂ TiO colloïdale et placez-le dans un mortier.
2. Soigneusement ajouter 2-3 mL de vinaigre à la TiO₂et commencer le ponçage la suspension avec le pilon jusqu'à obtention d’une pâte homogène. Le ponçage sert à briser les agrégats agrégées dans la poudre.
3. Continuer à ajouter du vinaigre, dans ~ 1 mL augmente durant le broyage, jusqu'à ~ volume total 9 mL. Avant chaque ajout, la consistance de la pâte doit être homogène et sans grumeaux. La pâte finale doit être épaisse, mais pas si épais qu’il ne peut pas être évincé un flacon compte-gouttes.
4. Ajouter 1 goutte de savon à vaisselle à 1 mL d’eau distillée, mélanger doucement.
5. Ajouter la solution de savon de vaisselle à la suspension de₂ TiO et mélanger délicatement, en veillant à ne pas produire des bulles.
6. Permettre la suspension s’équilibrer pendant 15 min. Le savon à vaisselle sert un agent tensio-actif, pour faciliter la suspension plus facilement étaler en un film uniform sur le verre.

2. dépôt de TiO₂ sur verre

1. Nettoyez les deux lames de verre conducteur. Tremper un kimwipe avec de l’éthanol et utilisez-le pour essuyer le verre conducteur propre deux diapositives. Placez les glissières propres sur un kimwipe frais.
2. Déterminer de quel côté de la vitre est conductrice. À l’aide d’un multimètre réglé ohms, toucher les deux fils sur le côté du verre. Si on observe une lecture entre 10 et 30 Ω, c’est le côté conducteur. Une lecture de Ω 0 indique le côté non-conducteur.
3. Le masque de la diapositive. Placez une lamelle de verre avec son côté conducteur vers le haut et l’autre avec son côté conducteur vers le bas. Soigneusement conservées les diapositives toucher, scotchez les lames de verre sur le dessus du banc. Placer le ruban-cache sur trois des quatre côtés des lames, veillant à ce que ~ 5-8 mm de la lame est couverte par la bande sur chacun des trois côtés (Figure 4). Appuyez fermement, le ruban adhésif pour s’assurer qu’il n’y a pas de bulles d’air.
4. Appliquer la pâte de₂ TiO. À l’aide d’une baguette de verre, appliquer une fine ligne de pâte sur le bord supérieur masqué de la diapositive. Utilisez la baguette de verre soigneusement rouler la pâte sur toute la longueur de la lame, et sauvegarder. Répétez ce mouvement 2 ou 3 x sans la tige de levage, ou jusqu'à l’obtention d’un film uniform.
   1. Si le film n’est pas uniform, simplement essuyez-la avec un kimwipe, nettoyez la vitre avec de l’éthanol et une fois sec, essayez à nouveau.
5. Laissez le film sécher un peu, puis retirer délicatement le de la vitre. La diapositive avec le film de₂ TiO devrait être du côté du conducteur. Les autres diapositives peuvent être nettoyés et utilisés plus tard.
6. Recuire le film de₂ TiO. Placer soigneusement la diapositive (TiO₂ vers le haut) sur une plaque chauffante qui est définie à 450 ° C. Regardez comme le TiO₂ s’assombrit à une couleur pourpre/brun et retrouve sa couleur blanche. À ce stade, éteindre la plaque chauffante et laisser le film se refroidir lentement. Si la diapositive est refroidie trop rapidement, il peut casser ou se briser.
7. Avec une règle, mesurer la surface qui est recouvert d’un film et Notez cette valeur.

Figure 4 . Dépôts de TiO₂ sur verre.

3. tache le TiO₂ Film avec colorant

1. Placez quelques mûres, framboises ou cerises dans un mortier et les écraser avec un pilon.
2. Filtrer la solution à travers un filtre à café et dans une boîte de Pétri. Il peut être nécessaire d’ajouter quelques mL d’eau au jus.
3. Placez le film de₂ TiO refroidi, côté face vers le bas dans la boîte de Pétri. Veillez pas gratter tout TiO₂. Laissez le colorant être adsorbé sur le film. Cela peut prendre plusieurs minutes.
4. Une fois que le film est entièrement enduit (il devrait être rouge foncé ou pourpre, et il n’y a aucune taches blanches), soulevez la diapositive vers le haut avec une pince (être dur attention seulement le verre et pas le film) et rincer la lame avec de l’eau, puis l’éthanol. Sécher le film avec un kimwipe et utiliser immédiatement.
   1. Si ne pas utilisée immédiatement, puis stocker le film dans une boîte de Pétri contenant de l’acide acétique à pH 3-5, et couvrir le plat avec le couvercle et envelopper dans du papier.

4. préparer la contre-électrode

1. À l’aide d’une autre diapositive de verre conducteur, suivez les étapes 2.1-2.2.
2. Appliquer le catalyseur de carbone du côté conducteur. À l’aide de pinces à épiler, maintenez la lame, côté conducteur, sur la pointe d’un bec Bunsen. Déplacer la diapositive afin que la suie recueille sur toute la surface, mais pour pas plus de 30 s. Laisser refroidir les diapositives et essuyer la suie sur un côté de la lame avec un coton-tige.
   1. Par ailleurs, à l’aide d’un crayon HB, couvrent la totalité de la surface conductrice avec graphite. Cela donne une électrode plus robuste, mais qui effectue moins bien.

5. Assembler la cellule solaire

1. Sécher le film teinté. Rincez-le avec de l’éthanol et le placer sur un kimwipe. Éponger doucement le film avec un kimwipe de seconde. Le film doit être sèche quant à ne pas d’incidence sur la solution d’électrolyte.
2. Avec le côté film électrode vers le haut, doucement placer l’électrode enrobée de carbone sur le dessus (face vers le bas en carbone). N’oubliez pas de compenser les diapositives afin que les côtés exposés de deux électrodes peuvent être fixées aux fils. Placer deux pinces pour reliures sur les côtés adjacents au verre décalé.
3. Versez quelques gouttes de la solution d’électrolyte sur un bord des lames et soigneusement ouvrir/fermer chaque côté de la cellule alternativement ouverture/fermeture des pinces pour reliures. N’oubliez pas que toute la zone tachée est en contact avec la solution d’électrolyte et répétez l’étape 5.2 si nécessaire.
4. Essuyez l’excès électrolyte des zones exposées à l’aide de kimwipes et éthanol.
5. Fixer les pinces crocodiles aux deux parties exposées de la cellule solaire.

6. mesure du rendement de la cellule

Remarque : Dans l’idéal, ces mesures doivent se faire en dehors. Toutefois, si la météo n'est pas, il peuvent se faire à l’intérieur à l’aide d’une lampe halogène. Toutes les mesures doivent être faites avec aucun mouvement de la cellule afin que qu’ils soient effectués dans des conditions identiques.

1. N’oubliez pas d’orienter la cellule alors que le film de₂ TiO est vers le haut vers le soleil et placez un couvercle en polycarbonate sur la cellule. Cela protège les cellules contre les dommages UV.
2. Connecter l’électrode négative (TiO₂-verre à couche) au câble négatif du multimètre et l’électrode positive (C) à la ligne positive du multimètre (Figure 5).
3. La valeur du multimètre volts et mesurer la tension. C’est le potentiel de circuit ouvert (tension maximale à courant de zéro). Couvrir la cellule (avec une main ou un objet solide) pour s’assurer que la tension diminue.
4. La valeur du multimètre en milliampères (mA) et mesurer le courant maximal. C’est le courant de court circuit (courant maximum au zéro de tension). Couvrir la cellule avec (avec un coup de main) pour s’assurer que le courant diminue.
5. Enregistrer une courbe pleine de courant-tension à l’aide d’un potentiomètre 500-Ω comme une charge variable.
   1. Déterminer qui conduisent au niveau du potentiomètre est le robinet central. Ce câble permet la résistance d’être varié. Pour ce faire, connectez le multimètre (Ohm) à deux des cordons sur le potentiomètre et varier la résistance sur le potentiomètre. Note si la résistance change. Répétez ceci avec les deux autres combinaisons de prospects. Changements de résistance devraient être observés dans deux des trois combinaisons. Le plomb qui a été utilisé dans les deux combinaisons qui ont donné des changements est le robinet central, et les deux autres sont fonctionnellement identiques.
   2. Assembler le circuit tel qu’illustré à la Figure 5 (à droite).
   3. Réglez le potentiomètre à zéro (ou entièrement) résistance et notez le courant et la tension.
   4. Changer la résistance sur le potentiomètre par petits incréments et notez le courant et la tension afin qu’il y a plusieurs points qui s’étendent sur toute la gamme du potentiomètre. N’oubliez pas de ne pas déplacer la cellule au cours de ces mesures. Une fois que le courant commence à changer, n’oubliez pas de recueillir de nombreux points de données ; les points de données moins peuvent être obtenus lorsqu’il est constant.

Figure 5 . Schéma de circuit pour mesurer le potentiel de circuit ouvert et le courant de court circuit (à gauche, étapes, 6.3 et 6.4) et d’enregistrer la courbe I-V (à droite).