不用光照就能發(fā)電的二極管是什么原因
二極管又稱晶體二極管,簡(jiǎn)稱二極管(diode),另外,還有早期的真空電子二極管;它是一種具有單向傳導(dǎo)電流的電子器件。在半導(dǎo)體二極管內(nèi)部有一個(gè)PN結(jié)兩個(gè)引線端子,這種電子器件按照外加電壓的方向,具備單向電流的轉(zhuǎn)導(dǎo)性。一般來(lái)講,晶體二極管是一個(gè)由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體燒結(jié)形成的p-n結(jié)界面。在其界面的兩側(cè)形成空間電荷層,構(gòu)成自建電場(chǎng)。當(dāng)外加電壓等于零時(shí),由于p-n 結(jié)兩邊載流子的濃度差引起擴(kuò)散電流和由自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài),這也是常態(tài)下的二極管特性。幾乎在所有的電子電路中,都要用到半導(dǎo)體二極管,它在許多的電路中起著重要的作用,其應(yīng)用也非常廣泛。
不用光照就能發(fā)電的二極管是什么原因
一般發(fā)電需要燃煤、燃油或靠原子能反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)等,這些物質(zhì)用完了,電也就發(fā)不出來(lái)了。中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所物理實(shí)驗(yàn)室徐業(yè)林研究員經(jīng)過36年艱苦探索,研制成功一種能從周圍環(huán)境中不斷吸取能量發(fā)出電能的新型半導(dǎo)體器件;無(wú)偏二極管。
無(wú)偏二極管獲取能量的途徑與常規(guī)發(fā)電完全不同。它是向內(nèi)能庫(kù)要能量。在導(dǎo)體、半導(dǎo)體中有很多導(dǎo)電電子,它們以很高的速度作熱運(yùn)動(dòng),由于運(yùn)動(dòng)方向雜亂無(wú)章,互相抵消電流為零。無(wú)偏二極管在無(wú)任何偏置電流、電壓的條件下,具有單向?qū)щ娞匦裕士蓪㈦s亂無(wú)章的熱運(yùn)動(dòng)定向化,當(dāng)將其兩端用導(dǎo)線相連時(shí),便形成了電流。這一能量是二極管中熱運(yùn)動(dòng)速度高的電子降速換來(lái)的,因而二極管將降溫;降溫后的二極管從周圍環(huán)境吸收熱量。二極管發(fā)出的電流流過負(fù)載電阻,負(fù)載電阻發(fā)熱,熱量散發(fā)到周圍環(huán)境中,通過環(huán)境再還給二極管,自然形成循環(huán),二極管便可持續(xù)輸出能量。它發(fā)電時(shí)不需光照,也不需溫差,即便將它放入一個(gè)密封的金屬盒中,電流電壓也不會(huì)受任何影響。
目前,徐業(yè)林研制的無(wú)偏二極管,在帶動(dòng)負(fù)載的情況下,負(fù)載電壓達(dá)100毫伏特,負(fù)載電流達(dá)0.1微安培;短路電流為5微安培。電壓已達(dá)理論上限,電流理論上限為每平方厘米數(shù)百安培。
無(wú)偏二極管具有誘人的應(yīng)用前景。它由硅構(gòu)成,資源豐富,體積小。將多個(gè)無(wú)偏二極管串聯(lián),可以構(gòu)成強(qiáng)大的發(fā)電器,帶動(dòng)各種電器,如作為手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)汽車等的電源。它不污染環(huán)境,從取之不盡的環(huán)境中獲取能量,不需加油,不需充電,是一種新型的理想能源。
這一成果已申請(qǐng)國(guó)家專利,最近又通過了專家評(píng)議。專家們認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)結(jié)果真實(shí)可信,理論分析合乎道理,建議有關(guān)部門給予大力資助和支持,以盡快使它走向?qū)嶋H應(yīng)用。已為此奮戰(zhàn)了36年的徐業(yè)林更是熱切盼望得到企業(yè)界的支持。