32 учебник по физика за 11 клас (Богданов, за да

§ 32. използване фотоефект

Фотоелектричния ефект (външни и вътрешни) се използва в устройства, които автоматизират производствените процеси и нашия начин на живот. Соларни клетки с помощта на фотоелектричния ефект за пряко преобразуване на слънчевата енергия в електричество.

Фотоефекта се използва широко в много от механизмите и устройства на работното място, както и тези около нас в ежедневието. За да отговори на светлината, която съдържа слънчеви клетки - електронни устройства, при които енергията на падащата светлина се превръща в EMF (фото-EMF) или електрически ток (фототока).

Клетката вакуум е вакуумна тръба, в която са два електрода - (. Фигура 32а) анод и катод А К. Лек инцидент на катода на повърхността сълзи на електроните, което води до нарастване на тока, протичащ във веригата, а напрежението върху R. резистор Промяната на тока, протичащ през соларната клетка при осветяване може да се използва за включване и изключване на различни устройства. За да се увеличи чувствителността на фотоклетка, неговата катодната повърхност е покрита с вещество с малка работа функция.

Абсорбцията на електромагнитно излъчване в полупроводника води до увеличаване на тяхната електрическа проводимост. Това явление, наречено вътрешен фотоелектричния ефект. използвани в производството на фоторезисти. чието съпротивление може да бъде намалена от стотици и хиляди пъти в техния обхват. Основното приложение на фоторезист е автоматизация, когато те са в някои случаи успешно замени вакуумни фотоклетки. Фоторезисти са незаменими в автоматите за сортиране, броене и контрол на качеството на крайния продукт. Те се използват в печатарството, когато установи, прекъсванията в мрежата на хартиен носител, както и контрол на броя на листове. Фотопроводими клетки се използват за измерване на високи температури, за контрол на температурата в различните процеси. Контрол на цигарен дим на различни обекти, прекъсвачи улично осветление и въртележката в метрото - това не е пълен списък на приложения фоторезист.

Соларната клетка (батерии или соларни клетки) е източник на полупроводникови ток директно превръщане на слънчевата енергия в електрическа енергия. Действието на слънчевата клетка на базата на феномена на фотоелектричния ефект на вътрешния прехода р -п между две полупроводници (Фиг. 32b). Под влиянието на светлина от двете страни на прехода р -п увеличава концентрацията на електрони и отвора. На електрическото поле в прехода р -п движи електрони от р-тип полупроводници в полупроводника п-тип и на отворите - в обратна посока. В резултат на това се увеличава потенциалната разлика между тези полупроводници, с р-тип полупроводникови става по електроположителна и ток (вж. Фиг. 32Ь) във веригата. EMF срещащи се в прехода р -п под действието на светлина, наречена фотоволтаични.

В повечето материал е GaAs или Si соларни клетки. Соларните клетки обикновено работят в плосък панел на слънчеви клетки, защитен прозрачни покрития. Ефективност на слънчеви клетки, може да достигне 20%. Както е известно, слънчевата излъчване на безоблачна ден на екватора е около 1000 W / т2 Следователно, настоящото капацитет, който може да бъде получен чрез слънчеви батерии панели, чиято площ е 1 м 2 не превишава 200 вата. За слънчевата батерия е имал достатъчно мощност, за доставка на електричество към семейството на няколко души, неговите панели, с площ от 10-20 м 2. Слънчеви панели намират приложение не само на Земята, но в пространството, където са основен източник на енергия за оборудване и системи сателити и междупланетен космически кораб подкрепа живот.

Прегледайте въпроси:

· Определяне на фотоклетката

· Как фотоклетка вакуума?

· Определяне на фотоелектричния ефект и фотоклетката?

· Как слънчевите клетки, а когато те се използват?

Фиг. 32. (а) - фотоклетка вакуум схема е свързан към източник на ток през резистор R; (В) - образуване на верига фотоволтаични р -п преход в соларната клетка при осветяване.