приходится на материковую часть Земли. Кроме того, полупроводниковые батареи из прозрачных фотоэлементов, чувствительных к разным участкам спектра солнечного света, на Луне можно было бы располагать в несколько этажей. Это позволило бы повысить отдачу энергии солнечными батареями до 40—45%. Полученную таким путем энергию можно было бы передавать на Землю направленным пучком световых лучей или радиоволн.
Все это означает, что полупроводниковый фотоэлемент, служащий пока главным образом в приборах и устройствах техники слабых токов, может стать одной из основ энергетики будущего. Именно с помощью фотоэлементов была решена проблема энергоснабжения космических аппаратов. Начиная уже с третьего советского искусственного спутника Земли все многочисленные бортовые установки управления и связи на спутниках и космических кораблях питаются электрической энергией, получаемой от солнечных батарей.
Но свет только одна, причем очень незначительная, часть излучений, существующих в природе. Например, энергия ультрафиолетовых лучей намного выше энергии лучей видимого света, энергия рентгеновских лучей выше, чем ультрафиолетовых, гамма-лучей — чем рентгеновских, и т. д. Поэтому если полупроводниковые фотоэлементы «осветить» ультрафиолетовыми, рентгеновскими или гамма-лучами или, наконец, просто потоком летящих с очень большой скоростью электронов, то создаваемый ими электрический ток будет еще более сильным, чем под действием видимого света. На этом принципе уже созданы первые образцы атомных электрических батарей.
Электроэнергия непосредственно из теплоты
Измерить температуру до 100° — дело несложное. Труднее измерить температуру выше 250°: для этого нужны уже специальные термометры, Ну а как измерить температуру печи, в которой плавят металлы,— 1800—2500°? Здесь на помощь приходят термоэлементы. Известно, что если нагревать место спая двух стержней разнородных металлов, то на их концах появляется разность электрических потенциалов. Она зависит от разности температур горячего и холодного концов термоэлемента. Измерив ее, можно довольно точно определить температуру.
При нагревании места спая двух разнородных металлов в цепи
возникает электрический ток. Термоэлементы основаны на этом
принципе.
Естественно возникает вопрос: а нельзя ли этим способом получать электроэнергию? Можно. Но к. п. д. преобразования тепла непосредственно в электричество таких устройств едва достигает 0,5—1%. И здесь опять на помощь пришли полупроводники. Ученые обещают довести к. п. д. термобатареи на полупроводниках до 25—30%.
Устройство полупроводниковой термобатареи несложно. Она состоит из большого числа отдельных термоэлементов, собранных так, чтобы одни спаи нагревались до предельно высокой температуры, а другие охлаждались до возможно низкой температуры. И чем больше будет разница между этими крайними пределами, тем выше коэффициент полезного действия батареи (подробнее о промышленном использовании термоэлектрогенераторов рассказано в ст. «Энергетика будущего»).
Сегодня вряд ли есть необходимость доказывать огромную пользу, приносимую людям машинами для производства искусственного холода (см. ст. «Искусственный холод»). И в этой важнейшей отрасли техники полупроводники уже играют важную роль.
Основоположнику современной науки о физике твердого тела и полупроводниках акад. А. Ф. Иоффе в результате многолетних исследований спаев, сделанных из полупроводников, удалось создать термоэлектрические батареи для получения довольно низких температур. Если все «холодные» спаи этих батарей поместить в небольшом закрытом пространстве, а «горячие»
181