Как происходит процесс преобразования лучистой энергии в электрическую

Концентрация и энергия свободных носителей заряда в полупроводниках могут увеличиваться не только при нагревании, но и под действием лучистой энергии (свет, инфракрасное излучение).

Дом с солнечными батареями

Ярким примером преобразования лучистой системы- солнечные батареи, которые стали часто использовать в частных домах.

Проводимость полупроводников, обусловленная действием на них лучистой энергии, называется фотопроводимостью (внутренним фото­эффектом). Явление фотопроводимости лежит в основе действия группы электронных приборов, называемых фотосопротивлениями.

Рис. 1 поясняет действие
твердого фотоэлемента с запирающим слоем (вентильного фотоэлемента) в фотогенераторном режиме.

 Рисунок 1. Схема действия твердого фотоэлемента

Рисунок 1. Схема действия твердого фотоэлемента с запирающим слоем (вентильного фотоэлемента) в фотогенераторном режиме.

В вентильном фотоэлементе осуществляется контакт двух полу­проводников, один из которых обладает электронной электропроводно­стью, а другой — дырочной. Благодаря диффузии электронов и дырок через n-р-переход во взаимно противоположных направлениях образуется контактная разность потенциалов UK. Если полупровод­ники освещаются, в них за счет поглощения световой энергии образуются неосновные сво­бодные носители заряда—электроны в р-полупроводнике и дырки в n-полупроводнике. Эти электроны и дырки под действием электриче­ского поля, в свою очередь, направляются через п-р-переход: дырки — в дырочный полупроводник, а электроны — в электронный. Освещение контакта приводит к нарушению равновесия основных носителей заряда, в результате которого потен­циальный барьер в контакте уменьшается, и устанавливается новое состояние равновесия при меньшем значении его, равном UKC.

Разность потенциальных барьеров в контакте полупроводников в неосвещенном и освещенном состояниях называется фотоэлектродвижущей силой,

Ec = UK - UK.c.

http://youtu.be/6vkd8vA1uk8

Фото-э. д. с. тем больше, чем интенсивнее освещается полупровод­ник. После соединения полупроводников возникает ток в цепи, и про­исходит преобразование лучистой энергии в электрическую.

КОММЕНТАРИИ
  • Добавить комментарий

Top