Güneş Pili Yapımı

 Enerji tasarrufu, yenilenebilir enerji kaynakları, küresel ısınma gibi söylemleri sıkça duyduğumuz son günlerde, ister istemez bu sistemlerin nasıl çalıştığı , ne kadar verimli olduğu ve ne kadar maliyetli olduğu gibi konularla ilgilensekte ilgilenmesekte içli dışlı oluyoruz bir şekilde.
 Gerçi benim gibi birisinin bu konularla ilgilenmemesi pek görülür birşey değil. Üstüne üstlük konunun içinde benimde yapabileceğim güzel bir maket, çalışma veya deney  varsa derim ki: ''Tutmayın beni''...
 Elektronik uğraşıma başladıktan uzunca bir süre sonra içine zorunlu olarak girdiğim ve öğrenmem gereken konulardan birisi de ''Yarı İletkenler'' konusuydu. Çünkü yarı iletken dediğimiz şey, transistörlerde, dolayısı ile tümleşik devrelerde (çipler) kullanılan ve elektronik endüstrisinin temel hammadelerinin başını çeken maddelerdi.
           
Resim 1a: Geleneksel Güneş Pillerinin Çalışma Mantığı
 Ayrıca yarı İletkenlerin kullanım alanları içinde güneş pilleri de vardı ve ''Bir ışıktan nasıl elektrik elde edilebilir ki?'' Diye düşündüğümde,  artık yarı iletken konusuna da bir el atmam gerektiğini anladım.
Basitçe anlatacak olursak; Peki Yarı İletken Dediğimiz Şey Nedir? 
 Doğadaki maddeleri iletkenlik bakmından ''elektriği ileten'' ve ''elektriği  iletmeyen'' şeklinde ayırıyoruz. Ama bir öbek daha var, o da ''Yarı İletkenler'' . Yarı iletken maddeler ilk önce elektriği iletmezler. Ama siz onlara ışık, manyetik ve elektrik alan gibi etkilerde bulunduğunuzda birden elektriği ileten bir madde durumuna geçerler. Bu durumun böyle olmasının nedeni bu maddelerin atomlarındaki son orbitalin (enerji kademesi) yarısına kadar elektron barındırmasıdır.  
  Atom, bu yarı dolu alan için ''Acaba tamamıyla boşaltsammı?,  Yoksa kalan kısmını elektron alıp doldursammı? diye düşünür durur. Siz bu atoma enerji verdiğinizde ise bu kararsızlığı ortadan kaldırırsınız ve atoma bir seçim yaptırırsınız iletkenlik konusunda. En çok bilinen yarı iletken silisyumdur. Silisyum dünyada en bol bulunan maddelerden birisidir. Germanyum selenyum gibi saf elementlerde yarı iletken olabildiği gibi; bakır oksit, galyum arsenid, indiyum fosfür, kurşun sülfür gibi bileşiklerde yarı iletken özellikler gösterir. 
                                  
Resim1: İçinde Güneş Işınlarının Etkisiyle Büyüleyici Bir Görünüm Sergileyen Dağılmış Saf Silisyum Kristallerinin Olduğu Bir Güneş Pili.
Yarı iletkenler içlerine değişik minerallerin katılması ile ''P Tipi''  ve ''N Tipi'' olarak ta ikiye ayrılırlar. Güneş Pillerinde yarı iletkenliğin kullanımı ise ''P'' tipi ve ''N'' tipi iki yarı iletkenin üst üste bindirilmesiyle oluşur.
''P'' ,ve ''N'' Tipi yarı iletkenlerin birinde elektron verme isteği, diğerinde ise alma isteği vardır. Siz bu iki tabakalı yüzeye ışık düşürdüğünüzde ışığın içindeki enerji yüklü fotonlar yarı iletkenlerin içindeki elektron alışverişini başlatır ve bir pompa gibi davranarak bu alışverişi sürdürür.  
Araç Gereçler,
*Saydam CD Kapağı veya uygun büyüklükte saydam, düz bir cisim.
*Bakır Tel.
*Bakır Levha 
* Tüp Silikon (İnşaat işlerinde Kullanılan Tabancalı zımbırtılar)
*Lehim Teli ve Tabancası
*Elektrikli Ocak, (Bulamazsanız Normal Ocak ta İşe Yarar.)
*Sert Fırça
*Ölçüm İçin Voltmetre
*Tuz
*Su
Yapılışı
İlk önce, cd kapağının boyutlarından biraz küçük olacak şekilde kare bir bakır levha kesin. Ardından bu levhayı ocağınızın üstüne koyun ve ısıtın. Lehvanız ısının etkisiyle oksitlenecek, sarı,kırmızı ve en sonunda kapkara bir renge bürünerek küflenmiş olacak. Levhanız tamamen karardığında ise ocağı kapatın ve levhanın soğumasını bekleyin.
 Soğuyan levhanın yanlızca bir yüzünü fırçalayın ve siyah tabakayı temizleyin. Siyah tabakanın temizlenmesiyle, kırmızı-sarı-turuncu bir tabaka ortaya çıkacaktır. Bu tabakanın içinde bizim ''Bakır Oksit'' yarı iletkenimiz var.
                                                  
Resim2: Oksitlendirilmiş Ve Fırçalanmış Bakır Plaka...
 Daha sonra bu levhanın uç köşelerinden birini tamamen temizleyerek elektrik telinizin tek ucunu güzelce bu yere  lehimleyin. Bu bizim pilimizin ilk kutubu olacak.
Şimdi, hazırladığınız bu levhanın boyutlarında ama bu sefer karesel  ''U''  şeklinde bir levha kesin.
Bu levhanında üstteki uçlarından birine lehimle tel bağlayın. İşte bu da ikinci kutbumuz.
                          
Resim3: Saydam Bir Tabaka...
 ''U'' şeklindeki levhanızın bir yüzüne silikonu hiç aralık bırakmadan sürün ve cd kapağına bu levhayı yapıştırın ama çok bastırmayın. İsterseniz cd kapağına U şeklinde silikon sürüp bu levhayı o şekilde de yapıştırabilirsiniz fark etmez.
                       
Resim4: Tabakanın Tek Yüzüne Silikonun Sürülmesi.
                           
Resim5: Sürülen Yapıştırıcının Üzerine Lehimle Tel Bağlanmış ''U'' Levha yerleştiriliyor.
 Şimdi de ''U'' levhamızın arka yüzüne bir silikon çekin ve bunun üstüne de yine fazla bastırmadan ocaktan alıp fırçaladığımız kare levhamızın fırçalanmış yüzünü yapıştırın.
                           
Resim 6,7: ''U''  Levhasının Üstüne Yapıştırıcı Sürülüp Onun Üstüne de Kare Levhanın Fırçalanmış Yüzü Olan Tarafı Yapıştırılıyor.
                           
 Şu anda yaptığımız şey bir ''cep'' oluşturmaktı. CD kapağıyla fırçalanmış levha arasında oluşan bu boşluğa tuzlu suyumuzu dolduracağımızdan silikonların arasında hiç delik kalmamasına özen gösterin. Yapıştırma işlemleri bittikten sonra çerçevenin etrafına bir kaç kez daha silikon geçerseniz işiniz sağlam olur, içeri koyacağımız sıvı dışarı taşmaz.
Düzeneğin kurumasını bekleyin...
Düzenek kuruduktan sonra sıra elektrolit sıvımızı, diğer değişle tuzlu suyumuzu hazırlamak.
Bir bardağın içinde suyun olabildiğince fazla çözeceği kadar tuz atın ve iyice karıştın. Şimdi bu karışımı bir tasa doldurup oradan da  hazırladığımız güneş pilinin açıkta kalan üst tarafından içeri boşaltın, cebin neredeyse tamamı suyla dolsun.
İŞTE PİLİMİZ HAZIR!
 İçi tuzlu su dolmuş güneş pilinizi güneş ışığına çıkardığınızda uçları arasında bir gerilim oluşacak. Tellere bir voltmetre koyarsanız bunu çok iyi görebilirsiniz...
                  
Resim 8,9: 2-3 Yıl Önce Yaptığım Bir Pilin Üst Ve Alt Görünüşü.
           
            
Resim 10:Kendi Güneş Pilimin Deneme Aşamasından Bir Görüntü.
                                    
Resim 11: Sanal Ortamda Yayınlanan Birçok Denemeden Yalnızca Birisi...
                         
Resim 12: Aynı İlkeyle Ama Farklı Ve Daha Basit Şekilde Yapılmış Bir Pil Daha... Basit Ama Gösterişsiz.
Kurşun-Sülfür İle de yapmak istediğim bir pil vardı ama özellikle kurşun tozunun sağlık üzerindeki olumsuz etkilerinden dolayı bu tasarıyı rafa kaldırmak zorunda kaldım...
İlgili sözcükler: ugrasi, blogcu, uğraşı, deney, gözlem, anı, düşün, araştır, öğren, uygula, ev, yapımı, el, yapımı, evde, elde, yap, nasıl, elektrik, elektronik, jeoloji , yer bilimi, kimya, fizik, eğlence, oyun, basit, kolay, model, çalışma, prensibi, güneş pili elektrik üretimi yarı iletken elektronik bakır oksit CuO bileşikler bileşik volt hücresi güneş enerjisi yenilenebilir kaynaklar