Popis videa

V tomto videu je ukázáno, jak s pomocí věcí, které je možno sehnat doma či ve škole, můžeme vyrobit solární článek. Jde však jen o velmi slabý článek, pokud není správně proveden je jeho životnost po zkompletování jen pár minut, navíc generuje jen nepatrné proudy (i při velmi dobrém provedení není jeho životnost delší než několik hodin). Domníváme se však, že i navzdory tomu je to velmi efektní pokus, protože ho může provést každý.

Nejdůležitější součástí je vodivé sklo. To je sklo, na které je nanesena vrstva libovolného vodivého materiálu, velmi často se používá směs oxidu inditého a oxidu cíničitého (1). Takové materiály je možno koupit na internetu, avšak bývají poněkud drahé. Alternativně je lze získat rozebíráním LCD displayů, jako vedlejší lze získat polarizační vrstvy. Jedná se o plastové vrstvy na skle, proto je potřeba rozebírat display velmi opatrně, aby nedošlo k poranění. Takto získané vodivé sklo doporučujeme důkladně vodou, nám se osvědčilo i omytí lihem. Ačkoliv naše sklo na videu vypadá matně, je to jen optický jev daný zbytky polarizačních vrstev, naživo bylo téměř čiré.
Na takto získané vodivé sklo je nanesena vrstva oxidu titaničitého. Ten je možno alternativně získat v docela čisté podobě z temper (či jiných barev) s označením "titanová běloba"(2). Pro snadní nanášení byl smíchán s vodou a tenzidem (v našem případě s jarem), vzniklá suspenze se dobře nanášela.
Poté bylo sklo zahřáto na přibližně 300°C na ohřívači. Tento krok je potřeba provádět s opatrností a s bezpečnostními pomůckami, před zahříváním se ujistěte, že byly odstraněny všechny plastové vrstvy. Většina tenzidů se při této teplotě částečně odpaří a nebo rozloží. Nejedná se o nebezpečné látky, ale docela zapáchají. Při rozkladu tenzidů se nanesená vrstva může zabarvit do žluta až do hněda, po dalším zahřívání dojde k opětovnému zbělání. Pokud je vrstva příliš tenká (je až průhledná), doporučujeme opakovat proces nanášení a zahřívání, dokud nebude vrstva dostatečně silná, avšak nemusí být příliš silná. Na tomto kroku závisí doba životnosti článku, zvýšená teplota pomáhá pevnému spojení oxidu titaničitého s vodivým sklem.
Po ochlazení je potřeba nanést vrstvu barviv, které budou absorbovat světelné záření. Pro domácí účely je nejvhodnější použití červené řepy, červeného zelí, malin či ostružin (obsahují anthokyany a anthokyaniny (3) ), lze použít květy rostlin (také obsahují tato barviva, ale též karoteny), teoreticky lze použít i chlorofyl, ale jeho životnost je krátká. Anthokyaniny jsou nejvhodnější řešení. Pro daleko lepší účinky lze použít uhlíkové kvantové tečky (4), ale jejich výroba je pro domácí prostředí obtížná. Po nanesení barviv je potřeba čas asi 3 minut pro zachycení molekul barviva do oxidu titaničitého, poté je vhodné velmi opatrně omýt zbytek barviv vodou, popřípadě i lihem.

Nyní je potřeba vytvořit druhou elektrodu. Tu lze vyrobit z nerezového plechu, pro naše účely byl použit kousek měděného plechu. Na ten byla nanesena vrstva sazí tak, že plech byl vkládán do plamene svíčky. Na povrchu plechu se usazuje uhlík v různých podobách (5), je zde hlavně pro katalytické účely.

Nakonec byl vytvořen elektrolyt. Jako elektrolyt slouží roztok trijodidu draselného v ethylenglykolu, to je možno připravit smícháním jódu s jodidem draselným (100 mg od každého), poté byl přidán ethylenglykol jako rozpouštědlo (5-10 ml). Na místo tohoto roztoku lze použít jodovou tinkturu, což je ethanolový roztok trijodidu draselného. (6)

Následně byly všechny části spojeny, na jednu z elektrod byl nanesen roztok elektrolytu a poté byla přiložena druhá elektroda. Při nanášení elektrolytu na měděnou elektrodu s uhlíkem vzniká díky povrchovému napětí kulička rozpouštědla, kterou je obtížné rozprostřít. To však není velký problém.
Po spojení byly připojeny vývody z elektrod a celý článek byl zpevněn, aby se nerozpadl.

Velkou inspirací pro natáčení tohoto videa bylo toto video:
https://www.youtube.com/watch?v=WHTbw5jy6qU
pokoušeli jsme se proces upravit, aby byl výsledný produkt co nejkvalitnější za zachování dostupnosti.

V případě zájmu jsme vytipovali ještě pár rozšiřujících informací k tématům:
1: http://en.wikipedia.org/wiki/Transparent_conducting_film
2: http://cs.wikipedia.org/wiki/Oxid_titani%C4%8Dit%C3%BD
3: http://cs.wikipedia.org/wiki/Antokyan
4: http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_dot
5: https://www.youtube.com/watch?v=KzOkuGQC3Rw
6: http://cs.wikipedia.org/wiki/Jodov%C3%A1_tinktura