СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ

Термином «солнечная батарея» принято называть полупроводниковое устройство для преобразования световой энергии солнечного излучения в энергию постоянного электрического тока. Батарея состоит из нескольких соединенных меж собой солнечных элементов, действие которых основано на явлении внутреннего фотоэффекта. Количество элементов в батарее может достигать нескольких сотен тысяч, занимая площадь в тысячи квадратных метров и генерируя мощность до мегаватта.

Мощность солнечного излучения на земной орбите составляет 1350 Вт/м2. В то же время ее значение в Европе днём в очень облачную погоду может быть менее 100 Вт/м2. С помощью наиболее распространённых солнечных батарей можно преобразовать эту энергию в электричество с эффективностью 10-24 %. Достоинства солнечных батарей заключены в их простоте и надёжности, малой массе и миниатюрности, экологичности и долговечности.

Наибольшее применение получили конструкции элементов с р-п переходами и гетеропереходами, представляющие собой плоскую (базовую) полупроводниковую пластину с тонким слоем полупроводника, имеющего тип проводимости, противоположный типу проводимости базовой области. При облучении светом в полупроводнике генерируются дополнительные свободные заряды, перемещающиеся под действием электрического поля перехода, что приводит к образованию на внешних выводах элемента электродвижущей силы (фото ЭДС).

Демонстрация опыта с солнечной батареей весьма проста. Выходные контакты установленной на штативе солнечной батареи соединяют с входом демонстрационного амперметра (рис. 41). При освещении панели солнечной батареи любым источником белого света стрелка амперметра показывает протекание в цепи электрического тока. При изменении освещенности панели соответственно изменяется и показание амперметра. Изменять же освещенность можно, перекрывая световой поток, падающий на панель батареи, либо поворотом самой панели. Хранить батарею рекомендуется в светонепроницаемом чехле.

ОБРАЗЦЫ КРЕМНИЯ И ГЕРМАНИЯ

Чистые и легированные различными примесями монокристаллы кремния и германия широко используются в полупроводниковой электронике. Однако видеть в повседневной действительности и, тем более, держать в руках образцы этих веществ доводится редко. Целью данной демонстрации является показ большеразмерных образцов чистых монокристаллов названных элементов.

Внешне эти образцы очень похожи друг на друга. Обоим свойственна темно-серая окраска, причем скол имеет черный металлический блеск. Эти вещества хрупки, как стекло, достаточно тверды, но при этом легко шлифуются и полируются. Получают их обычно методом безтигельной зонной плавки с вытягиванием монокристалла из расплава.

Помимо электроники эти вещества широко используются еще и в инфракрасной оптике, поскольку они прозрачны в области длин волн 1-9 мкм (Si) и 8-14 мкм (Ge).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >