солнце и электричество

Солнце и электричество

Световой поток от ближайшей к нам звезды “Солнце”, пройдя земную атмосферу, несёт в себе энергию около 1,4 квт/м2. Этой энергии достаточно, чтобы обеспечить электричеством всех на нашей планете, но, как говорил Эйнштейн, “всё просто, но не так как вы думаете”.

Немного теории…

Так что такое свет, световой поток, или солнечная радиация? По сути это движение элементарных частиц — фотонов, и что для нас важно, этот поток несёт в себе энергию. Изучив фотоэффект, открытый в 1887-м году немецким учёным Генрихом Герцем, Альберт Эйнштейн в 1905 г.  написал следующее уравнение:  

hν=A+mν²/2 , где hν — энергия фотона, A — работа выхода (минимальная работа, которую нужно совершить для выхода электрона из атома), mν²/2 — кинетическая энергия электрона.

Итак, фотон поглощается электроном, который приобретает дополнительную кинетическую энергию и совершает работу выхода из атома. Тут-то мы и получаем свободно двигающийся электрон, а направленное движение электрических зарядов и есть электрический ток.

Естественно, не каждое физическое тело при воздействие солнца будет выделять электрический ток. Так, скамейка на улице, будь она деревянная или металлическая, постояв на Солнце, не ударит вас током, хотя может сильно нагреться.

А вот с полупроводниками дела обстоят намного интересней. Рассмотрим пример с самыми распространёнными солнечными панелями на кремниевой основе.
Панель состоит из двух полупроводников с различной проводимостью, пластины кремния с дырочной проводимостью (P — слой), заряженной положительно, и пластиной кремния с примесью фосфора (N — слой) с отрицательным зарядом, на границе этих слоев в зоне P-N перехода возникает разность потенциалов, препятствующая прохождению основных носителей заряда, но пропускающая освободившееся электроны. Со внешней и внутренней сторон солнечной панели находятся тонкие проводники, по которым и будет течь электрический ток.

С физикой процесса мы разобрались, так почему же солнечная энергетика так медленно вступает в свои права? Для ответа на этот вопрос нам надо разобраться, из чего состоит солнечная электростанция, а это уже совсем другая история.

Теги , .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *