Техника - молодёжи 1988-11, страница 10

Грани солнечной энергетики

Ученые предостерегают: разведанных запасов органического топлива при нынешних темпах роста энергопотребления хватит всего на 70—130 лет. Конечно, можно перейти и на другие невозобновляемые источники энергии. Например, ученые уже многие годы пытаются освоить управляемый термоядерный синтез...

Но даже в том случае, если на Земле будут открыты практически неисчерпаемые сырьевые ресурсы, не удастся избежать экологической беды. Лет через 100 на нашей планете будет вырабатываться 1 % энергии, которую она получает от Солнца — 1,5Х ■О'"¹ Дж в год. Этот рубеж не следует переходить. Иначе начнется таяние полярных льдов, катастрофически повысится уровень Мирового океана. В таком случае прибрежным городам и целым приморским странам энергия уже не понадобится.

Так называемого теплового загрязнения планеты можно избежать лишь в том случае, если «взять на вооружение» солнечную энергию, которая независимо от того, использует или не использует ее человек,— нагревает атмосферу Земли.

Кирилл ГРАНЦЕВ,

инженер

ФОТОННЫЙ КНУТ

Чтобы в полной мере использовать лучистую энергию Солнца, ее нужно превратить в какой-либо иной вид. Сохранить световой луч в банке (вспомним чудака-ученого, героя «Путешествий Гулливера», который мечтал о солнечных консервах) еще никому не удавалось.

Один из наиболее распространенных и перспективных способов преобразования света - фотоэлектрический. Фотоны передают свою энергию электронам в полупроводниках. Возникает электрический ток.

Как это происходит? Подробно об этом можно прочитать в учебнике физики. Мы же поясним вкратце. Запрещенные энергетические зоны в некоторых полупроводниках по ширине как раз соответствуют величине энергии кванта света. Запрещенная зона — это потенциальный

барьер который необходимо преодолеть электрону при перескоке с одного на другой атом кристаллической решетки. Поглотив фотон, электрон обретает подвижность. Значит может возникнуть электрическим ток. Ведь по определению ток — это направленное движение электрических зарядов.

Да вот беда, фотоиндуцирован-ные электроны могут с равной вероятностью двигаться как в одну, так и в другую сторону. ЭДС разных знаков компенсируют друг друга. 1 ока не будет.

Если же теперь совместить два полупроводника (чаще всего используется кремний), легированных разными примесями (одна, в силу несовпадающих валентностей, привносит в исходное вещество нескомпен-сированные электроны — получается полупроводник п-типа, а другая, чья валентность меньше, приводит к появлению дырок, носителей положительных зарядов — полупроводник р-типа), на их границе образуется п-р-переход. Света нет — ток отсутствует. Как только полупроводник (вернее, уже полупроводниковый диод) осветить, потекут избыточные электроны в р-зону.

ЛУЧШЕ ДЕШЕВЛЕ И ЭФФЕКТИВНЕЙ

Есть такая «вывернутая» присказка: лучше быть здоровым и богатым, чем бедным и больным. Следуя

8