Свет работает

Сейчас существуют фотоэлементы, способные преобразовывать в электрический ток до 13% энергии падающего света. Элементы эти состоят из тонких пластинок, вырезанных из крупных, специально выращенных кристаллов полупроводника кремния. Поток излучения на 1 м² площади поверхности прибора, освещенного солнцем, способен дать электрическую мощность до 120 Вт. В солнечный день батареи кремниевых фотоэлементов площадью в половину газетной страницы могут питать электродвигатель швейной машины.

На спутниках, ракетах, автоматических межпланетных станциях солнечные батареи дают электрический ток радиостанциям и другим приборам бортовой аппаратуры. Двигаясь к Марсу или к Венере, межпланетный корабль летит в мощном световом потоке незаходящего Солнца. При нынешнем к.п.д. солнечных батарей применение их снижает массу космического корабля. На Луне около года работал "Луноход-1", питавшийся солнечной энергией.

Следует отметить, что современные кремниевые фотоэлементы, по всей видимости, еще не самые эффективные. Ученые пытаются их усовершенствовать и, главное, ищут новые материалы, способные освоить большую долю световой энергии, чем кремний. Теоретически возможно создать полупроводниковые солнечные батареи, превращающие в электрический ток почти половину энергии падающего на них света.

Между прочим, в зеленом листе, как выясняется, происходят явления, весьма схожие с теми, которые протекают в вентильных фотоэлементах. Сегодня в лабораториях с помощью окрашенных полупроводников уже осуществлен первый этап фотосинтеза -процесса, который преобразует солнечный свет в химическую энергию живого вещества, накапливает ее и питает всю органическую жизнь Земли. Перед наукой открылась заманчивая перспектива - применить искусственный фотосинтез в широких масштабах. Предстоит научиться синтезировать с помощью солнечного света сложные органические соединения прямо из простых минеральных солей воды и воздуха, минуя растения. Успехи физики полупроводников вместе с достижениями химии и биологии ведут к решению этой проблемы.

Физика полупроводников и в других областях тесно соприкасается с наукой о жизни. Электронные явления, сходные с процессами в запирающих слоях, играют огромную роль в физиологии нервной системы, а природные приспособления, подобные вентильному фотоэлементу, - в физиологии зрения.

Полупроводники приобретают большое значение и для химии. Катализ - процесс, в котором малые добавки тех или иных веществ резко ускоряют химические превращения, - оказывается, можно объяснить влиянием примесей на электронные явления в полупроводниках.

Необыкновенно широк охват учения о полупроводниках. Овладевая полупроводниками, ученые обогащают физику и химию, движут к новым высотам технику, раскрывают загадки биологии. Сегодня даже трудно вообразить в полной мере грядущее развитие физики полупроводников. С каждым годом эти замечательные материалы будут все более входить в нашу жизнь.

перейти к началу страницы