Что такое полупроводник

В колхозах, на заводах, на вокзалах солнечные повозки удобно будет применять для перевозки небольших грузов. Ведь две — три лошадиные силы — это в конце концов не так уж мало. К тому же во время простоев энергия может накапливаться в аккумуляторах. Солнце-мобиль будет набирать запас мощности и во время стоянок. Эта чудесная «электрическая лошадь» будущего станет весь день «питаться светом»!

Подсчет показывает, что энергии, создаваемой солнечными батареями, хватит для того, чтобы привести в движение речную самоходную баржу — ее крыша имеет вполне достаточную площадь, освещаемую солнцем.

Еще одно увлекательное применение солнечных фотоэлементов — на грядущих межпланетных кораблях. Ведь свет — источник энергии, который не нужно брать в космический полет с Земли. Корабль будет лететь перед незаходящим солнцем, в мощном световом потоке. И если оснастить ракету фотоэлементами с коэффициентом  {97}  полезного действия всего в 10 процентов, то с 10 квадратных метров их освещенной поверхности приборы за трехмесячное путешествие соберут столько энергии, сколько могла бы дать тонна горючего, взятого с Земли. А для того чтобы разогнать эту тонну до космической скорости при старте корабля, на нем пришлось бы сжечь еще несколько десятков тонн горючего.

Вездесущий солнечный свет, пойманный полупроводниками, уменьшит вес ракетных кораблей.

А как бы было заманчиво покрыть щитами солнечных батарей хотя бы часть пустынь, выжженных степей и других земель, негодных для сельского хозяйства! Ведь 3—4 квадратных километра южной пустыни, покрытые щитами фотоэлементов, могли бы дать почти столько же энергии, сколько вырабатывает в среднем знаменитая Куйбышевская ГЭС! А в пустыне не только свет ждет превращения в электрический ток. Термобатареи и инфракрасные фотоэлементы, установленные под световыми фотоэлементами, преобразовали бы в электроэнергию и значительную долю солнечного тепла.

{98}

Быть может, через несколько лет, когда успехи учения о полупроводниках воплотятся в индустриальные сооружения, когда солнечные батареи удастся сделать простыми и дешевыми, — щитами фотоэлементов, блоками термогенераторов люди оденут горные склоны, крыши и стены домов, заводов. По бесплодным пустыням протянутся от горизонта к горизонту ряды ловушек света и тепла. Солнечными лучами, преображенными в электрический ток, человек будет поднимать воду, тянуть электропоезда, двигать машины на заводах.

ЛУЧ И ЛИСТ

Любое топливо — детище растительного мира либо современного, либо давно умершего, жившего десятки и сотни миллионов лет назад.

А из чего сделано растение?

Из земли, воды и воздуха.

В самом деле, ведь только этими материалами располагает природа, создавая свои зеленые творения!

Но мало иметь материалы для какого-нибудь изделия. Чтобы построить дом, недостаточно привезти на строительную площадку кирпич, цемент, железо, — надо еще поработать, чтобы задуманное стало явью. А поработать — это значит затратить какую-то энергию. На строительной площадке лопасти бетономешалок, стрелы кранов, лебедки подъемников движет электричество. А растение? Откуда оно черпает энергию? Какая сила вызывает в нем соединение атомов и молекул?

Эту энергию растение получает, поглощая зелеными листьями солнечный свет. Нет света — растение гибнет. В клеточках живого листа свет вызывает важнейший процесс — фотосинтез, источник всей жизни на Земле.

Световая энергия, поглощенная живым зеленым листом, словно консервируется в растении. И каждое органическое вещество в какой угодно форме — будь то яблоко  {99}  или пшеничное зернышко, штабель дров или копна сена, глыба угля или торфяной брикет — мы вправе назвать концентратами лучистой солнечной энергии.

Горит уголь — освобождается солнечная энергия, поглощенная некогда древними папоротниками.

Но растение усваивает и накапливает лишь крошечную долю света — меньше 1 процента. Потому-то так много времени нужно, чтобы вырастить леса. Поэтому так скудны запасы ископаемого топлива на Земле.

НОВЫЕ ДАРЫ СОЛНЦА

А нельзя ли обойтись без растений, создавая органическое сырье? Нельзя ли, минуя растения, прямо из воздуха, воды и минеральных веществ вырабатывать топливо, пластмассы, сахар?

Писатель А. Куприн в рассказе «Жидкое солнце» фантазировал о том, как «из простых элементов, входящих в воздух, составлять вкусное, питательное и съедобное, почти бесплатное вещество».

Давно уже волнует и ученых такая проблема — воспроизвести искусственно процесс, подобный фотосинтезу, но более эффективный, и в итоге получать органическое сырье в десятки, в сотни раз быстрее, чем оно накапливается в природе в процессе естественного фотосинтеза.

Конечно, этот смелый замысел не сразу будет воплощен в жизнь. Сначала предстоит во всех тонкостях раскрыть взаимодействие света с органическими соединениями. И вот что важно здесь для исследователя: многие из таких соединений — полупроводники, и световой луч вызывает в них электронные процессы.