Kaip dirba saulės elektrinės ir tranzistoriai

 

"1940 m. vasario 23 d. Russellas Ohlas, "Bell Labs" tyrėjas ryškiai apšvietė silicio strypą, kurį jis tyrė. Tarp elektrodų, prilipusių prie strypo galų pasirodė elektros srovė. Kai Ohlas tarp šviesos ir strypo įdėjo ventiliatorių, srovė ėmė svyruoti pagal ventiliatoriaus užtemdančių peilių šešėlio, šviesos, šešėlio ir šviesos ritmą. Strypo elektrinis elgesys buvo akivaizdžiai nuo šviesos. Tai, kad šviesa gali sukelti tarp kai kurių medžiagų elektros srovę, buvo žinoma nuo XIX a. tai buvo vienas iš dalykų, dėl kurio Einšteino 1905 m. straipsnyje buvo pateiktas bendras paaiškinimas. Ohlo pastebėjimas išskyrė tai, kad „Bell Labs“ jis ir jo kolegos turėjo tinkamus fizinius ir konceptualius įrankius, kad galėtų suprasti, kaip tai vyksta, ir kaip pagerinti jo efektyvumą. 

Jie atrado, kad strype yra tai, kas buvo vadinama „p-n sandūra“ - vidinis elektrinis laukas, kurį sukūrė du šiek tiek skirtingi silicio tipai, besiribojantys vienas su kitu. Tai skamba kaip nedidelis defektas, tačiau šiandien jis yra daugiau ar mažiau toks pat civilizacijos dalykas kaip ratas. Taikant elektronikos srityje, p-n jungtis pakeitė AT & T pasaulį iš vakuuminių vamzdžių, fizinių jungiklių ir operatorių, dirbančių telefono stotelėse, į silicio gabalėlius. Sukonfigūruota naudoti šviesą, ji dabar padeda išlaisvinti pasaulį nuo iškastinio kuro poreikio. 

Tokių sujungimų darymas yra silicio „dopingo“ reikalas, pridedant kitų elementų pėdsakų. Kristaluose esantys atomai yra surišti cheminėmis jungtimis, pagamintomis iš bendrų išorinių elektronų. Gryno silicio kristale kiekvienas atomas naudoja savo keturis išorinius elektronus, kad sukurtų keturias tokias jungtis su keturiais kaimynais. Kadangi elektriniai laidininkai priklauso nuo laisvai tekančių elektronų, grynas silicis su visais savo elektronais yra elektros izoliatorius. Primaišykite į silicį fosforo ir tai pasikeičia: izoliatorius tampa puslaidininkiu. Fosforas turi penkis išorinius elektronus, palyginti su keturiais silicyje. Kai fosforo atomas atsiduria silicio gardelėje, keturi iš tų elektronų užmegs ryšius su keturiais silicio kaimynais. Bet penktasis galės laisvai klajoti ir taip vesti srovę. Dopingas, kuris tokiu būdu prideda elektronus, yra žinomas kaip n tipas. p tipo dopingui pridėti tokį atomą kaip boras, kuriame yra tik trys išoriniai elektronai. Dabar grotelėse yra skylių. Tos skylės, kaip ir atsarginiai elektronai, taip pat gali judėti per groteles, nešančias srovę. 

Laimingo atsitiktinumo metu Ohlo mėginyje šalia vienas kito buvo p ir n tipo silicio sluoksniai. Nors paprastai abu legiruoto silicio tipai praleistų tam tikrą srovę, kartu, stebėtinai, jie negalėjo - bent jau ne be šviesos. Taip buvo dėl to, kad n tipo silicio elektronai pasklido į p tipą, o skylės eina į priešingą pusę. Šie pasislinkę krūviai sukūrė elektrinį lauką, ir tas elektrinis laukas suformavo barjerą, kuriuo daugiau elektronai negalėjo praeiti. Švieskite šviesą tokioje sandūroje, ir fotonai išjudins laisvus elektronus, kurie, jei yra sandūroje, tekės kaip atsakas į elektrinį lauką. Jei ant n tipo silicio paviršiaus uždėsite metalinį elektrodą, p-silicio paviršiuje - kitą ir paleisite tarp jų laidą, elektronai palei tą laidą tekės į p tipo silicį, kur jie rekombinuos su priešinga kryptimi judančiomis skylėmis: štai, srovė. 

Nors jo jautrumas šviesai atkreipė Ohl dėmesį į p-n sandūrą, tai nebuvo p-n sandūros pirminis reikalavimas šlovei. „Bell Labs“ norėjo rasti būdą pakeisti vakuuminius vamzdelius ir kitus reikmenis, nuo kurių priklausė „AT&T“ verslas. p-n p-n sandūra įrodė tokią galimybę. 1947 m. Ohlo kolegos sugalvojo įrenginį, kuriame p-n sandūros izoliacinį poveikį būtų galima valdyti antruoju elektriniu lauku, taip sukuriant įjungimo / išjungimo jungiklį: tranzistorių. Tranzistoriai tapo naujų, pigių „kietojo kūno“ elektroninių schemų pagrindu. Technologija, kuri daugelį tranzistorių sutraukė į vieną puslaidininkio gabalą, pagimdė silicio lustą. 

Saulės elementai gaminami panašiai kaip silicio mikroschemos, tačiau yra daug mažiau sudėtingi. Jų sandūros tiesiog sėdi ten, visada įjungtos, energiją iš fotonų paversdamos elektra. “[1]

1. "Gradually, then all at once... Solar power." The Economist, 9 Jan. 2021, p. 7(US).

How do solar power plants and transistors work?

 "On February 23rd 1940 Russell Ohl, a researcher at Bell Labs who bore a distinct resemblance to the actor Wallace Shawn, shone a bright light onto an odd rod of silicon he was investigating. A current immediately began to flow between the electrodes stuck to the rod's ends. When Ohl put a fan in between the light and the rod the current started oscillating to the shadow-light-shadow-light rhythm of the fan's eclipsing blades. The rod's odd electrical behaviour was demonstrably down to the light.

That light could drive currents in some materials had been known since the 19th century; it was one of the things for which Einstein's paper of 1905 provided a general explanation. What distinguished Ohl's observation was that at Bell Labs he and his colleagues had the right tools, physical and conceptual, to make sense of how it was happening and how to improve its efficiency.

They discovered that the odd rod contained what came to be called a "p-n junction"--an internal electric field created by two slightly different types of silicon abutting one another. It sounds like a minor defect, but today it is more or less as fundamental to civilisation as the wheel. Applied in the field of electronics, the p-n junction changed AT&T's world from one of vacuum tubes, physical switches and operators working telephone exchanges to one embodied in slivers of silicon. Configured to make use of light, it is now helping to free the world of the need for fossil fuel.

Making such junctions is a matter of "doping" silicon by adding traces of other elements. Atoms in crystals are tied together by chemical bonds made of shared outer electrons. In a crystal of pure silicon, each atom uses its four outer electrons to make four such bonds to four neighbours. Since electrical conductors depend on free-flowing electrons, pure silicon, with all its electrons tied up, is an electrical insulator.

Dope the silicon with phosphorus and that changes: the insulator becomes a semiconductor. Phosphorus has five outer electrons, compared with silicon's four. When a phosphorous atom finds itself in a silicon lattice, four of those electrons will form bonds with its four silicon neighbours. But the fifth will be free to roam, and thus to conduct current. Doping which adds electrons in this way is known as n-type. For p-type doping you add an atom like boron, which has only three outer electrons. Now the lattice has holes in it. Those holes can also, like spare electrons, move through the lattice carrying current.

By an accident of its manufacture, Ohl's sample had layers of p- and n-type silicon right next to each other. While normally both types of doped silicon would pass some current, in conjunction, surprisingly, they could not--at least, not without light. This was because electrons in the n-type silicon had diffused into the p-type, with holes going the other way. These displaced charge carriers created an electric field, and that electric field formed a barrier no further electrons could pass.

Shine a light on such a junction, though, and the photons will knock loose fresh electrons--which, if in the junction, will flow in response to the electric field. If you put a metal electrode on the surface of the n-type silicon, another on the surface of the p-type silicon, and run a wire between them, the electrons will flow along that wire to the p-type silicon, where they will recombine with holes moving in the opposite direction: behold, a current.

Though its sensitivity to light brought the p-n junction to Ohl's attention, it was not its initial claim to fame. Bell Labs wanted to find a way of replacing the vacuum tubes and other paraphernalia on which AT&T's business depended. The p-n junction proved just the ticket. In 1947 colleagues of Ohl's came up with a device in which the insulating effect of a p-n junction could be manipulated with a second electric field, thus creating an on/off switch: the transistor. Transistors became the basis of new, cheap "solid-state" electronic circuitry. Technology which crammed many of them on to a single piece of semiconductor spawned the silicon chip.

Solar cells are made in a similar way to silicon chips but are much less complex. Their junctions just sit there, always on, turning energy from photons into electricity." [1]

1. "Gradually, then all at once... Solar power." The Economist, 9 Jan. 2021, p. 7(US).

Ką gali Amerika ir Europos Sąjunga?

 

"Amerika ir Europos Sąjunga sudaro daugiau kaip 40% pasaulio BVP; kartu su Didžiąja Britanija - beveik pusę visų gynybos išlaidų; taip pat turi didžiulę reguliavimo ir technologinę įtaką". [1]

1. "Putting it back together again; Transatlantic relations." The Economist, 9 Jan. 2021, p. 42(US).

What can America and the European Union do?

 "America and the European Union account for over 40% of the world's GDP; with Britain, nearly half of world's defense spending; and huge regulatory and technological clout." [1]

1. "Putting it back together again; Transatlantic relations." The Economist, 9 Jan. 2021, p. 42(US).

Lietuvoje išsikovojome "laisvę"

 "Šiuo metu nuo tarnybos slapstosi 9 tūkst. karo prievolininkų. Tai beveik pusė tiek, kiek kariuomenėje tarnauja karių."

Kelionė lėktuvu ir užsikrėtimas koronavirusu

" Po to, kai 18 valandų skrydis iš Dubajaus rugsėjį nusileido Oklande, Naujojoje Zelandijoje, vietos sveikatos tarnybos aptiko protrūkio, kuris greičiausiai įvyko kelionės metu, įrodymų. Naudojant sėdynių žemėlapius ir genetinę analizę, naujas tyrimas nustatė, kad vienas keleivis inicijavo infekcijos grandinę, kuri pakeliui išplito dar keturiems kitiems.

 Ankstesni akivaizdžių skrydžio metu užsikrėtimo atvejų tyrimai buvo skirti skrydžiams, įvykusiems praėjusį pavasarį, kai mažai keliautojų dėvėjo kaukes, lėktuvai skrido beveik tušti, o prevencinių priemonių vertė nebuvo plačiai suprantama. Naujame pranešime apie rudenį iš esmės tuščią skrydį išsamiai aprašoma, kas gali nutikti net tada, kai oro linijos ir keleiviai žino ir yra atsargesni apie riziką. 

„Svarbiausia žinia yra ta, kad turite turėti kelis prevencijos sluoksnius - reikalaujant testų prieš įlaipinimą, socialinį atstumą skrydžio metu ir kaukes“, - sakė Brighamo ir moterų ligoninės bei Harvardo medicinos mokyklos vidaus ligų gydytojas dr. Abraaras Karanas. kuris nebuvo tyrimo grupės narys. „Visi šie dalykai šiame skrydyje realizuoti skirtingais būdais, ir jei jie būtų tinkamai išbandyti, tai nebūtų nutikę.“ 

Naujos infekcijos buvo aptiktos lėktuvui nusileidus Naujojoje Zelandijoje; šalis reikalauja, kad atvykstantys keliautojai karantinuotųsi 14 dienų prieš patekdami į bendruomenę. Naujosios Zelandijos sveikatos ministerijos tyrėjų vadovaujama analizė parodė, kad septyni iš 86 keleivių keleivių karantino metu buvo teigiami ir bent keturi buvo naujai užkrėsti skrydžio metu. Orlaivis „Boeing 777-300ER“, talpinantis beveik 400 keleivių, buvo pilnas tik ketvirtadaliu. Šie septyni keleiviai atvyko iš penkių šalių ir 18 valandų skrydžio metu sėdėjo keturiose eilėse. Du pripažino, kad jie nedėvėjo kaukių, o aviakompanija nereikalavo kaukės dėvėti vestibiulyje, prieš lipant į lėktuvą. 

Taip pat nereikėjo atlikti testų prieš skrydį, nors penki iš septynių keleivių, kurie vėliau patyrė teigiamą rezultatą, likus kelioms dienoms iki įlaipinimo, atliko testą ir gavo neigiamą rezultatą. Koronaviruso versijos, kurias nešiojo visi septyni, buvo iš esmės identiškos genetiškai - tai rodo, kad vienas žmogus iš jų inicijavo protrūkį. Tyrėjai nustatė, kad asmuo, kurį ataskaita vadina keleiviu A, keturias ar penkias dienas prieš įlaipinimą iš tikrųjų buvo neigiamas. 

Ankstesni infekcijos rizikos faktoriai,, keliaujant lėktuvu, nebuvo aiškiai įvertinti, ir manoma, kad oro laive esančios oro filtravimo sistemos sumažina keleivių infekcijos riziką, net jei skrydyje dalyvauja vienas ar daugiau užsikrėtusių žmonių. Tačiau bent dviejuose naujausiuose pranešimuose tvirtai teigiama, kad skrydžio metu įvykę protrūkiai yra rizika: vienas iš skrydžio iš Bostono į Honkongą kovo mėnesį; kitas skrydis iš Londono į Hanojų, Vietname, taip pat kovo mėn."

Rusai apgaus mūsų muitininkus

 Todėl Lietuvos grūdų augintojai negali neteršti orą, sako Lietuvos prekiautojai grūdais. Juk rusai apgaus ir toliau terš. Mums reikia konkuruoti teršimu:

"Tiesa, ieškoma būtų spręsti tokias problemas – produktams, kurių gamyba vykdoma nesilaikant žaliojo kurso kriterijų, planuojama įvesti „sienos skaitiklio“ mokestį, kursą atitinkantys produktai keliautų „žaliuoju koridoriumi“. Tačiau galimybės įgyvendinti planuojamas priemones – miglotos. Juk daugelį produktų sudaro kelios ar net keliolika komponentų, todėl apskaičiuoti su tarša susijusius mokesčius bus itin sudėtinga ir reikalaus didelių administracinių resursų. Neatmestina ir tai, jog gamintojai iš trečiųjų šalių, nesilaikantys žaliojo kurso kriterijų, gudraus ir visomis priemonėmis sieks išvengti papildomų mokesčių, tuo tarpu Europos žemdirbiai, kuriems visos žaliojo kurso priemonės bus privalomos, praras konkurencingumą."

Viską jau kariam ant tų rusų...

Galite visai be naudos įsigyti 5G prijungiamą telefoną ar planšetę

 "Kone visame pasaulyje sutarta, jog 5G technologijoms žemesniame diapazone tinkama dažnių juosta yra 700 MHz, vidutiniame – 3,5 GHz. Todėl valstybės pastaraisiais metais siekė atlaisvinti šias juostas 5G ryšiui. Žemesni dažniai reikalingi, kad ryšys padengtų kuo daugiau teritorijos, o aukštesni – vietose, kur yra didesnis gyventojų tankumas, visų pirma didžiuosiuose miestuose. „700 MHz juosta duoda didelį teritorijos padengimą, bet neduoda tų privalumų, kuriuos turėtų duoti 5G – tai yra didelių greitaveikų, arba mažų vėlinimų“, – sakė M. Ubartas. „Jeigu tu negauni, nei didesnės greitaveikos, negauni trumpesnio vėlinimo – gauni tą patį 4G, tik vadinasi jis 5G, šiek tiek kitokia technologija“, – pridūrė jis."

Why will peasant party again oust conservative liberals from power?

 Because they represent a poorer large section of the Lithuanian population, who do not have chances  to get a better life in the near future without political support from the power in Vilnius.

 "With the onset of the crisis, jobs are shrinking, but they are no longer growing even as the economy recovers. This is one of the reasons why the middle class is declining in rich countries. Jobs, where salaries close to the countries of Old Europe are usually filled in a flash, Ukrainians, Lithuanians and Belarusians are getting  jobs with salaries "slightly above the minimum". 

For example, it is becoming increasingly difficult for us to export food to Germany because of the culture of 'local consumption'. Supermarkets are trying to buy more and more products from companies and entrepreneurs working in the region where they operate. This may be somewhat artificial, but supports jobs, although similar products could be successfully produced cheaper by giant companies in Poland. Food is coming not from another country and abroad, but from a specific region. For example, Bavaria. This is also encouraged by the EU's policy of reducing pollution, and one of the major sources of pollution is transport, where goods are transported thousands of kilometers, even though they can be produced locally. " 

Conservative liberals are now again busy collecting bribes from big business. They do not see that they are sitting on a volcano.

 

Kodėl valstiečiai ir vėl išstums konservinius liberalus iš valdžios?

Nes jie atstovauja skurdesniam dideliam Lietuvos gyventojų sluoksniui, kuriam geresnio gyvenimo greitai sulaukti neišeina.

"Prasidėjus krizei darbo vietų sumažėja, tačiau ekonomikai atsigavus jų nebedaugėja. Vietinius žmones keičia robotai, dirbtinis intelektas, pigiau dirbančių šalių piliečiai. Didėjimas neženklus ir tai kelia daugybę problemų. Tiksliau klausimą, į kurį atsakymo niekas nežino: „kur dėti darbingus žmones ir iš ko jiems gyventi“. Tai viena iš priežasčių, kodėl menksta vidurinioji klasė turtingose valstybėse. Sprendžiant pagal vis didėjantį imigracijos kiekį, mes jau priskiriami prie šalies kuri pakankamai išsivysčiusi ir gali mokėti algas trečių šalių piliečiams. Jau girdžiu balsą „lietuviai nenori dirbti“. Tačiau darbo vietos, kur atlyginimai artimi Senosios Europos šalims paprastai užpildomos žaibiškai. Ukrainiečių, lietuvių ir baltarusių laukia pozicijos „šiek tiek virš minimumo“.

Pavyzdžiui, mums vis sunkiau eksportuoti maisto produktus į Vokietiją, nes ten įsigalioja „vietinio vartojimo“ kultūra. Prekybos centrai stengiasi vis daugiau produktų pirkti iš tame regione, kur veikia, dirbančių įmonių ir verslininkų. Tai gal kiek dirbtinai, bet kuria darbo vietas ir palaiko vartojimą, nors panašius produktus pigiau sėkmingai galėtų gaminti milžiniškos įmonės Lenkijoje. Ne iš kito šalies krašto ir užsienio, bet iš konkretaus regiono. Pavyzdžiui, Bavarijos. Tą skatina ir ES politika, kurioje stengiamasi mažinti taršą, o vienas iš didesnių taršos šaltinių transportas, kai prekės gabenamos tūkstančius kilometrų, nors gali būti pagamintos vietoje."

Konservatorių liberalai dabar vėl užsiėmę kyšių rinkimu iš didelio verslo. Jie nemato, kad sėdi ant ugnikalnio.

 

Siekiant ilgalaikės sėkmės

 Visuomenėje sutariama, kad mūsų įmonės, šalys ir visa žmonija turėtų būti valdomos, siekiant ilgalaikės sėkmės, baudžiant už bandymus greitai užsidirbti, jei tie bandymai kenkia mūsų ilgalaikiam vystymuisi. 

Greitai užsidirbti yra labai traukiantis masalas šiais laikais, kai pinigai ir turtingi žmonės gali lengvai judėti po pasaulį. Net ir neturtingi žmonės, susidūrę su mažesnėmis prekių ar paslaugų kainomis, dėl veiklos pigios darbo jėgos vietose, dažniausiai yra priversti rinktis pigias kainas. Ši globalizacijos kilpa yra save sustiprinanti ir norint ją sunaikinti, mums reikia naujų įstatymų. Kiekvienas asmuo, bandantis greitai užsidirbti, išparduodamas mūsų ilgalaikę sėkmę, turėtų brangiai sumokėti už tokią privilegiją. Jei mūsų kvalifikuotus darbuotojus pakeis pigesni darbuotojai Kinijoje, Meksikoje, Vietname ar daugelyje kitų vietų su pigesne darbo jėga, dėl ko mūsų šalių vystymasis bus ilgalaikiame pavojuje, tai išvežančios darbo vietas įmonės turi sumokėti už žalą. Kaip tai padaryti? 

Aukšti muito mokesčiai yra paprastas būdas. Europos Sąjunga taip pat turi įmantresnį būdą. 

„Europos Sąjunga siekia įtraukti jūrų sektorių į savo apyvartinių taršos leidimų prekybos sistemą - planą, kuris nustatytų naują mokestį laivams, aptarnaujantiems žemyno uostus. Pastangos yra dalis ES strategijos per ateinantį dešimtmetį daugiau, nei perpus, sumažinti bendras šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijas ir įpareigoja gamyklas, elektrines ir oro linijas mokėti už išmetamą teršalų kiekį, perkant anglies dioksido leidimus. “[1] 

Tokia sistema, verčianti pirkti anglies dioksido leidimus, turėtų būti išplėsta ten, kur įmanoma, verčiant pirkti leidimus, bei išvežant darbo vietas. Nesunku pastebėti, kad kiekvienas šalių blokas ir kiekviena atskira šalis keršydama imsis tokių pat mokesčių. Ar ne kaip  tik to mes norime? Ar mes nesiekiame, kad ne tik kiekviena teršianti įmonė, bet ir kiekviena įmonė, kitaip mažinanti mūsų ilgalaikę sėkmę, būtų priversta susimokėti? 

 1. European Emissions-Trading Plan Sows Division in Global Shipping. Paris, Costas. Wall Street Journal, Eastern edition; New York, N.Y. [New York, N.Y]30 Dec 2020: B.2.

For long-term success

 

There is consensus in society that our companies, workers, countries and all humanity should be run seeking long term success, penalizing attempts to make quick money if those attempts damage our long term development.

To make a quick money is irresistible in our days when money and rich people could move around the world easily. Even poor people when they are facing lower prices of goods or services produced in places with cheap labor, most of the time are forced to take cheap prices. This globalization loop is self enforcing and to kill it we need new laws. Any person trying to make quick money selling out our long term success should pay dearly for the privilege. If our skilled workers are replaced by cheaper workers in China, Mexico, Vietnam or many other places with cheaper labor, putting our countries‘ development in danger long term, then the companies doing the replacement have to pay for the damage. How to do it?

High custom duties are a good simple way. European Union also shows a more sophisticated way.

„The European Union is moving to bring the maritime sector into its Emissions Trading System, a plan that would put a new tax on ships that serve the continent's ports. The effort is part of the EU's strategy to cut overall greenhouse gases by more than half over the next decade and obliges factories, power plants and airlines to pay for their emissions by buying carbon permits.“ [1]

Such a system forcing to buy carbon permits should be expanded where it is possible by forcing to buy outsourcing permits. It is easy to see that every block of countries and every separate country will introduce such taxes in retaliation. Don‘t we want exactly that? Don‘t we seek that not only every polluting company, but every company undercutting our long term success in any other way should be forced to pay for it?

 

 

1. European Emissions-Trading Plan Sows Division in Global Shipping

Paris, Costas. Wall Street Journal, Eastern edition; New York, N.Y. [New York, N.Y]30 Dec 2020: B.2.

Do not eat lunch with other co-workers at work

 When asking a patient sick with Covid whom else he has infected, one asks who has been in close contact for at least 15 minutes in one room. This is a fairly short period of time. So eat lunch outside, walking and chewing on a sandwich, and never take off your mask in the presence of your co-workers.

Nevalgykite pietus su kitais bendradarbiais darbe

Kai klausia sergančiojo Covid, ką jis dar užkrėtė, klausia su kuo buvo artimai bendrauta bent 15 minučių vienoje patalpoje. Tai gana trumpas laiko tarpas. Todėl valgykite pietus lauke, pasivaikščiodami ir kramtydami sumuštinį, o su bedradarbiais niekada nenusiimkite kaukę.