Билет 16: Солнечные батареи

Устройство солнечной батареи (простейшего фотоэлемента) и основные принципы действия таковы: у нас имеется обычный полупроводник, а именно — две пластины присоединенные друг к другу. Они сделаны из кремния (в частности) с добавлением в каждую из них определённых примесей. Это позволяет получить элементы с нужными свойствами, то есть — первая пластина обладает избытком валентных электронов, вторая же, наоборот, их недостатком. В итоге, слои «n» и «p». На самой границе соприкосновения данных пластин существует зона запирающего слоя. Эта зона противодействует своими электрическими полями переходу избыточных электронов из слоя «n» в слой «p», где данных электронов не хватает (места с отсутствующими электронами называют дырками). Если подключить к подобному полупроводнику внешний источник питания («+» к «p» и «-» к «n»), то внешнее электрическое поле заставит электроны преодолеть запирающую зону и через проводник потечёт ток. Этому переходу электронов их области «p» в область «n» и дырок из области «n» в область «p», также способствуют электрические поля (положительных зарядов, что находится в запирающей зоне «n» проводника и отрицательных — в зоне «p»), которое как бы втягивает в себя, одни — электроны, другие — дырки. В итоге, слой «n» приобретает дополнительный отрицательный заряд, а «p» – положительный. Результатом этого явления будет появление в полупроводнике разности потенциалов между двумя пластинами равной около 0.5 В.

Сила электрического тока в солнечном элементе будет меняться пропорционально количеству захваченных поверхностью фотоэлемента фотонов. Этот показатель, в свою очередь, также будет зависеть от множества дополнительных факторов — это интенсивность светового излучения, площадь, что имеет фотоэлемент, времени эксплуатации, КПД устройства, что зависит от температуры (при её повышении, проводимость фотоэлемента значительно падает).

Билет 17: Применение графита

1. Получение смазочных материалов в комбинированных жидких и пастообразных смазках;

2. Изготовление электродов и нагревательных элементов (высокая электропроводность и химическая стойкость);

3. Изготовление плавильных тиглей и футеровочных плит (температурная и химическая стойкость);

4. Замедлители нейтронов в ядерных реакторах;

5. Компонент состава для изготовления стержней для чёрных графитовых стержней;

6. Интеркалированный графит используют в качестве анодного материала для литий-ионных батарей;

7. Получение химически активных металлов электролизом расплавленных соединений (хорошая электропроводность, образование углекислого газа);

8. Получение синтетических алмазов.

Билет 18: Применение материалов на основе SnO2

1. Изготовление сенсоров на основе оксида олова для обнаружения метана;

2. Материал анода для литий-ионных батарей.

3. Оловянные покрытия(олово)

4. Производство сплавов, бронз, припоев, различных полупроводников(олово)

Билет 19: Применение материалов на основе свинца и его соединений

1. PbO - используется в качестве пигмента, в стекловарении (хрусталь);

2. Pb₃O₄ - используется в качестве оранжевого пигмента, антикоррозийной краски (покрытие кораблей, крыш домов), в стекловарении (хрусталь, оптическое стекло);

3. PbO₂ - используется в свинцовых аккумуляторах: катод из оксида свинца, анод из свинца, электролит серная кислота;

4. Свинцовые белила: 2PbCO₃*Pb(OH)₂;

5. Сульфид свинца является полупроводником, используется в ИК-детекторах.