Физика. Оптика. Преобразование солнечного света в электрическую энергию.

Question

Помогите разобраться! Если рассматривать солнечный свет, падающий на Землю, как ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ, можно ли преобразовать их в электричество?
 Я думаю вот о чём: Если свет падает на Землю параллельными пучками, почему нельзя поставить обычную катушку индуктивности и получать электрический ток, как от трансформатора?
 Или фотоэлемент и есть этот преобразователь? Т. е. из Wiki: фотоэлемент преобразует фотоны в эл. ток.

Answer 1

Да, это было бы возможно, если бы:
1. катушка могла резонировать на частотах в сотни терагерц;
2. хоть один диод на свете способен был бы выпрямить переменный ток такой частоты;
3. размеры катушки не превышали бы длины волны (ангстремы) ;
4. если бы солнечный свет был когерентным, т. е. содержал одну частоту и работал синфазно.

А полупроводниковые элементы все это делают, потому что:
1. "антенной" работает каждый атом в отдельности, и вполне способен реагировать на столь высокую частоту;
2. полупроводник занимается выпрямлением уже внутри себя, т. к. под световой поток подставлен только один слой полупроводникового прибора;
3. размеры атомов не превышают длины световых волн;
4. синфазность теперь уже не требуется, т. к. каждый атом обрабатывает удар каждого фотона в отдельности.

Answer 2

Чтобы в катушке индуктивности возник индукционный ток, внутри катушки должен меняться магнитный поток, т. е. магнитное поле должно меняться, а не фотоны электромагнитные пролетать сквозь катушку

Answer 3

Видишь ли в чём дело, ток, наведённый в трансформаторе, по частоте равен магнитному полю, его создавшему, а ток световой частоты не в состоянии распространятся в металлах, преобразование происходит иначе-свет падает на одну из зон pn-перехода, энергия, внесённая в материал, поглощается электронами в валентной зоне полупроводника, электроны переходят в зону проводимости, т. е отделяются от атомов, становятся свободными. Это вызывает изменение концентрации свободных носителей, что вызовет ток этих носителей через переход, так энергия света переходит в электрическую энергию, в ток по сути. Технически солнечная панель-это диод большой площади, у которого одна зона защищена от света, а вторая открыта ему.