Zdá sa, že máte zablokovanú reklamu

Fungujeme však vďaka príjmom z reklamy a predplatného. Podporte nás povolením reklamy alebo kúpou predplatného.

Ďakujeme, že pozeráte .pod lampou. Chceli by ste na ňu prispieť?

Fotóny a elektróny

.časopis .téma

V roku 1839 zistil Edmund Becquerel, že ak zasvieti na jednu z dvoch elektród ponorených v slabom elektrolyte, objaví sa medzi elektródami elektrické napätie. (Nebol to ten Becquerel, ktorý neskôr dostal Nobelovu cenu za objav rádioaktivity, bol to jeho otec.)

O tridsať rokov neskôr sa efekt vzniku elektrického napätia po dopade svetla pozoroval aj bez elektrolytu v jednom kuse tuhej látky, konkrétne selénu. Už vtedy začali ľudia experimentovať s výrobou elektriny zo slnečného svetla, pričom selénové články pracovali s účinnosťou na úrovni jedného až dvoch percent. Vzhľadom na cenu selénu to však bol pridrahý špás a selénové premieňače svetla na elektrinu sa ujali len ako hlavná súčasť fotografických expozimetrov.
V druhej polovici 20. storočia sa podarilo zvýšiť účinnosť premeny svetelnej energie na elektrickú až na 10 percent a – čo bolo oveľa dôležitejšie – drahý selén sa podarilo nahradiť podstatne lacnejším kremíkom. Podrobný výskum polovodičových vlastností kremíka a obrovský rozmach rôznych technológií výroby elektronických súčiastok na báze kremíka významne ovplyvnil aj možnosti praktického využitia tohto prvku pri premene svetla na elektrinu.
Polovodičové vlastnosti niektorých kovov a ich schopnosť meniť svetlo na elektrinu majú totiž veľmi príbuzný mechanizmus. Kľúčovou je v obidvoch prípadoch táto pozoruhodná vlastnosť polovodičov: všetky ich elektróny sú za normálnych okolností v stave, v ktorom nie sú príliš pohyblivé, ak však tieto elektróny správnym spôsobom excitujeme, tak sa zrazu ich pohyblivosť úžasne zvýši. Pri bežných elektronických aplikáciách polovodičov sa takéto pohyblivé elektróny využívajú na vedenie elektrického prúdu. Dajú sa však využiť aj na výrobu elektrického napätia.
Stačí na to vlastne len drobnosť: nejakým spôsobom prinútiť pohyblivé elektróny, aby sa presunuli na vopred určené miesto. Na tom mieste dôjde v dôsledku premnoženia elektrónov k výraznému nárastu záporného elektrického náboja, no a ak je na jednom mieste priveľa záporného a na inom mieste priveľa kladného náboja, tak medzi týmito miestami máme elektrické napätie.
Jedným zo spôsobov, ako excitovať elektróny, je jednoducho si na ne posvietiť. Pohltením fotónu sa elektrón môže dostať do pohyblivého stavu a rafinovanou prípravou rôznych vrstiev kremíka s rôznymi prímesami vieme dosiahnuť, že takéto elektróny sa naozaj budú zhromažďovať na vopred určených miestach. A práve tak sa vyrába zo svetla elektrické napätie.
Ak ste našli chybu, napíšte na web@tyzden.sk.
.diskusia | Zobraziť
.posledné
.neprehliadnite