PowerPoint プレゼンテーション

なぜソーラーパネルは光の種類によって動いたり、
動かなかったりするのだろう。
弘前大学教育学部
附属小学校6年
室崎 理恩
指導
理工学研究科教授
小林 康之
研究テーマについて
●選んだ理由
ソーラーパネルをつけた扇風機を作った時、
日光と白熱灯だとプロペラが回り、LED電球だと
回りませんでした。
→光と太陽電池の関係と、回る時の条件が気に
なって、応募しました。
研究テーマについて
●考えたこと
光の色が、日光・白熱灯とLED電球だと違って
いたのでそれが原因だと思いました。
光だけでなく、太陽電池にも違いがあるのかも
実験してみたいと考えました。
実施状況1
光:紫外線、紫、青、緑、黄、橙、赤、赤外線
(紫外線、赤外線は、目に見えない光です)
波長が短いほどエネルギーが高くなり、長いほど
エネルギーが小さくなります。
色と波長
波長
紫外
赤外
赤‥長い
紫‥短い
実施状況2
太陽電池が光をエネルギーに変えてモーターを
回すには基準があり、その基準を超える必要が
あります。光を増やしても、波長が変わらないの
で、モーターは回りません。
エネルギーの基準
基準を超えないと、モーターは回りません。
光の明るさと太陽電池の関係を調べる実験1
電流がいくらかを調べる時
太陽電池と電流計を導線でつなぎ、太陽電池に
部屋・窓付近・日なたで日光を当てる
窓
太陽電池
太陽電池
太陽電池
光の色と太陽電池の関係を調べる実験2
電流がいくらかを調べる時
太陽電池と電流計を導線でつなぎ、太陽電池に
発光ダイオード(LED)の光を当てる
太陽電池
発光ダイオード
(赤、青、緑、赤外)
実験で使った太陽電池
シリコン
屋根の上等で
発電に使われる
アモルファス
シリコン
電卓などに
ついている
曲げられる
色素増感
実際に自分で
作ることができる
色素増感太陽電池作製の様子
ステンレス板を鉛筆で塗る
↓
プラスチック板に酸化チタン
ペーストを塗る
↓
プラス極となるステンレス板に
電解液を塗る
↓
マイナス極となるプラスチック
板に色素溶液を塗って完成
青色
赤色
実験で使ったLED
緑色
赤外線(目で見えない)
実験結果(シリコン太陽電池)
場所
明るさ
ルックス
モーター
動く?
電流値
(mA)
部屋の中
約900
×
1.63
窓の近く
約80倍
約4070
×
12.98
日光の下
約74000
195.5
◎
太陽電池の電流の大きさは、明るさが関係
している。明るいほど、電流が大きい。
太陽電池を色々なLEDで照らした時の電流値
太陽電池の 電流値(mA) 電流値(mA) 電流値(mA) 電流値(mA)
赤色LED
青色LED
緑色LED
赤外LED
種類
シリコン
11.46
9.16
6.56
34.7
アモルファス
シリコン
4.63
5.28
3.34
0.03
色素増感
0
0.78
0.29
0
電流が大きいのは、シリコン、アモルファスシリ
コン、色素増感の順である。
色素増感太陽電池の色と電流の関係
電流が流れるのには、ある程度のエネルギーが必要。
青、緑色の光
赤、赤外の光
研究結果
・太陽電池の電流値とモーターを回すには、
色(波長)だけではなく、光の明るさも関係します。
・太陽電池には、シリコン、アモルファスシリコン、
色素増感などの種類があります。
・同じ光でも、太陽電池の種類が違うだけで、電流
が流れたり、流れなかったりします。
今までの実験を通して
・応募するきっかけとなった、太陽電池と光の明るさと
波長の関係について、小林先生との実験を通して
知る事ができ、謎を解明できました。
・LEDを当てた太陽電池のモーターが回らなかったのは、
モーターを回すための基準を越えなかったからだと
いう事が分かりました。
・今回のプロジェクトを通じて、新しい発見があったり、
パソコンで資料を作ったりする事ができて、とても
楽しく、とても勉強になりました。