Geräte:
Heißklebepistole
Glasröhrchen
Zwei Stückchen Kupferdraht
Gasbrenner
Spannungsmessgerät
Lampe
Chemikalien:
Natriumchlorid
Durchführung:
Man schmilzt zuerst ein Glasröhrchen mit dem Gasbrenner auf einer Seite zu. Das Röhrchen sollte etwa 3 bis 4 cm lang sein. Dann hält man eines der beiden Kupferstücke mit einem Ende in die Brennerflamme bis es rot glüht und lässt an der Luft abkühlen. Dabei verfärbt sich die Oberfläche schwarz vom gebildeten Kupferoxid.
Nun wird der Draht mit dem oxidierten Ende in das Glasröhrchen geschoben und etwas mit Heißkleber fixiert, so dass die Rohröffnung nur halb verschlossen ist. Man bereitet eine gesättigte Natriumchloridlösung zu und füllt sie in das Röhrchen. Jetzt steckt man noch das blanke Stück Kupferdraht in das Glas und achtet darauf, dass sich die beiden Kupferstücke nicht berühren. Das Glas wird nun mit Heißkleber vollständig verschlossen.
Man schliesst ein Spannungsmessgerät mit dem Pluspol an den oxidierten und mit dem Minuspol an den blanken Draht an und stellt auf einen Messbereich von 200mV ein.
Wenn man nun eine Lampe auf die Diode richtet stellt man eine Spannung von ungefähr 35mV fest, nimmt man die Lampe weg, sinkt auch die Spannung.
Man kann die Diode auch an einen Audioverstärker anschliessen und mit einer modulierten (z.B. mit Musik) LED beleuchten und so die Modulation wieder hörbar machen.
Entsorgung:
Wenn man die Diode entsorgen will, kann sie in den Hausmüll gegeben werden.
Erklärung:
Kupfer bildet mit dem Sauerstoff der Luft Kupferoxid, und zwar Kupfer(I)-oxid und Kupfer(II)-oxid. Ersteres ist ein Halbleiter. Beim Beleuchten schlagen Photonen Elektronen aus dem Atomgitter der Anode (Oxidschicht), wo ein Elektronenmangel entsteht. Durch Ionenleitung über das Elektrolyt (NaCl-Lösung) gelangen die Ladungen zur Kathode (blanker Draht). Dort entsteht ein Elektronenüberschuss. Es ist eine Spannung messbar. Über den geschlossenen Stromkreis (Messgerät) gelangen die Elektronen wieder zur Anode. Es fließt Strom. Dieses Prinzip nutzen auch Solarzellen - eine Solarzelle ist auch nichts anderes als eine Photodiode, allerdings aus Silicium.
Bilder:
Die Komponenten der Photodiode
Die halbfertige Diode mit dem Oxiddraht
Die fertige Diode mit beiden Drähten und der Kochsalzlösung
Test der Diode mit schwachem Umgebungslicht
Test der Diode mit einer Taschenlampe als Lichtquelle
Werde ich mal nachbauen, wenn ich wieder in D bin.
