32 manual de fizica pentru clasa 11 (Bogdanov la
§ 32. utilizarea PhotoEffect
Efectul fotoelectric (externă și internă) este utilizată în dispozitivele care automatizeaza procesele de fabricație și modul nostru de viață. Celulele solare care utilizează efectul fotoelectric pentru conversia directă a energiei solare în energie electrică.
efectul fotoelectric este utilizat pe scară largă în multe dintre mecanismele și dispozitivele la locul de muncă, precum și pe cei din jurul nostru în viața de zi cu zi. Pentru a răspunde la lumina care conțin celule solare - dispozitive electronice, în care energia luminii incidente este convertit în EMF (foto-EMF) sau a curentului electric (fotocurent).
Celula de vid este un tub cu vid, în interiorul căruia sunt doi electrozi - (. Figura 32a) un anod A si K catod. incidente de lumină pe catod suprafață se smulge electronii, ceea ce duce la o creștere a curentului care circulă în circuit și tensiunea la bornele R. rezistor Schimbarea de curent care curge prin celula solară atunci când sunt iluminate pot fi folosite pentru a activa și dezactiva diverse dispozitive. Pentru a crește sensibilitatea fotocelula, suprafața sa catod este acoperită cu o substanță cu funcție de lucru mică.
Absorbția radiației electromagnetice în semiconductor duce la o creștere a conductivității lor electrice. Acest fenomen, numit efectul fotoelectric intern. utilizat la fabricarea Fotorezistul. rezistență a cărei poate fi redusă cu sute și mii de ori în acoperirea lor. Aplicația principală a Fotorezistul este de automatizare, în cazul în care acestea sunt, în unele cazuri, să înlocuiască cu succes fotocelule vid. Fotorezistul sunt indispensabile în automatele de sortare, numărare și controlul calității produsului finit. Acestea sunt utilizate în industria de imprimare atunci când detectează pauzele web de hârtie și controlul numărului de foi. Celulele fotoconductive sunt utilizate pentru măsurarea temperaturilor ridicate, pentru controlul temperaturii în diversele procese. Controlul fumului de țigară de diferite obiecte, întrerupătoare de circuit iluminat stradal și turnicheŃi în metrou - aceasta nu este o listă completă de aplicații Fotorezistul.
Celula solara (baterie sau celule solare) este o sursă de curent semiconductor de conversie directă a energiei solare în energie electrică. Acțiunea celulei solare bazate pe fenomenul efectului fotoelectric în tranziția p internă între două -n semiconductori (Fig. 32b). Sub influența luminii pe ambele părți ale tranziției p crește concentrația -n electroni și gaura. Câmpul electric în tranziția p deplasează electronii de -n tip p semiconductor în semiconductor de tip n și găurile - în direcția opusă. Ca urmare, crește diferența de potențial dintre aceste semiconductori, cu tip p semiconductor devine mai electropozitiv și curent (vezi. Fig. 32b) în circuit. EMF care apar în tranziția p sub acțiunea -n luminii, numită photovoltage.
În cele mai multe materiale este GaAs sau Si celule solare. Celulele solare funcționează în mod obișnuit într-un panou plat de celule solare, protejate acoperiri transparente. Eficiența celulelor solare poate ajunge la 20%. După cum se știe, iradierea solară pe o zi fără nori la ecuator este de aproximativ 1000 W / m 2 Prin urmare, capacitatea de curent care pot fi obținute prin intermediul panourilor solare bateriei a căror suprafață este de 1 m 2 nu depășește 200 wați. Pentru baterie solară a avut suficientă energie pentru a furniza energie electrică la familia de mai multe persoane, panourile sale, o suprafață de 10-20 m 2. Panourile solare găsesc aplicarea lor nu numai pe Pământ, ci în spațiu, în cazul în care sunt principala sursă de energie pentru echipamente și sisteme sateliți și nave spațiale interplanetare de susținere a vieții.
Examinați Întrebări:
· Definirea fotocelula
· Cum celulă fotoelectrică vidul?
· Definiți efectul fotoelectric și celula fotoelectrică?
· Cum celulele solare, iar în cazul în care acestea sunt utilizate?
Fig. 32. (a) - fotocelula circuitul de vid este conectat la o sursă de curent printr-un rezistor R; (B) - formarea circuitului photovoltage tranziție p în celula -n solar atunci când sunt iluminate.