2025-08-27 21:35:54
На искусственных спутниках Земли и космических кораблях для питания бортовой аппаратуры применяются так называемые солнечные батареи. Какое свойство полупроводников используется в этих элементах питания?
- температурная зависимость сопротивления полупроводников совершенно иная, чем у металлов: с ростом температуры сопротивление полупроводников убывает, т.е. проводимость увеличивается. У металлов же наблюдается противоположная закономерность
- сопротивление полупроводников может быть сильно увеличено добавлением небольшого количества определенных примесей
- контактная поверхность между полупроводником и металлом (например, между закисью меди и медью, между селеном и пленкой золота) образует фотоэлектрогенератор, преобразуют энергию света в энергию электрического тока
Другие предметы Университет Фотоника и солнечные элементы полупроводники солнечные батареи свойства полупроводников температурная зависимость проводимость полупроводников примеси в полупроводниках фотоэлектрогенератор энергия света электрический ток университетская физика
2025-08-27 21:36:01
Солнечные батареи, используемые на искусственных спутниках Земли и космических кораблях, основаны на свойствах полупроводников. Давайте подробнее рассмотрим, какие именно свойства полупроводников используются в этих устройствах.
- Температурная зависимость сопротивления полупроводников:
Одним из ключевых свойств полупроводников является их температурная зависимость сопротивления. В отличие от металлов, у которых сопротивление увеличивается с ростом температуры, у полупроводников наблюдается обратная закономерность. С увеличением температуры их сопротивление уменьшается, что приводит к увеличению проводимости. Это свойство позволяет солнечным батареям эффективно реагировать на изменения температуры, что важно для работы в различных условиях космоса.
- Примеси и легирование:
Сопротивление полупроводников может быть значительно изменено добавлением небольшого количества определенных примесей. Этот процесс называется легированием. Например, добавление фосфора или бора в кремний может создать n- или p-тип полупроводника соответственно. Это изменение свойств полупроводника позволяет создать p-n переход, который является основным элементом солнечных батарей и отвечает за преобразование солнечной энергии в электрический ток.
- Фотоэлектрический эффект:
Солнечные батареи используют фотоэлектрический эффект, который возникает на контактной поверхности между полупроводником и металлом. Когда свет попадает на поверхность солнечной батареи, он возбуждает электроны в полупроводнике, что приводит к образованию свободных носителей заряда. Эти свободные электроны могут быть направлены через внешнюю цепь, создавая электрический ток. Например, в солнечных батареях часто используются такие материалы, как кремний, селен и другие, которые эффективно преобразуют световую энергию в электрическую.
Таким образом, солнечные батареи используют уникальные свойства полупроводников, такие как температурная зависимость сопротивления, возможность легирования и фотоэлектрический эффект для преобразования солнечной энергии в электрическую. Эти свойства делают полупроводники идеальными для применения в космических технологиях, где надежность и эффективность являются критически важными.