Фотоэлемент

БӨЖ

Тақырыбы: Фотоэлемент

[pic 2]

Фотоэлемент -оған түсетін оптикалық сәулеленудің энергиясын сіңіру нәтижесінде эқк немесе электр тогы генерацияланатын фотоэлектронды аспап. Фотоэффект негізінде жасалады.

Іс - әрекеті фотоэлектрондық эмиссияға (сыртқы фотоэффектке) негізделген Фотоэлемент-вакуумдалған немесе газ толтырылған шыны баллонға орналастырылған екі электрод-фотокатод және анод (электрондардың коллекторы) бар электр вакуумдық аспап. Фотоэлементтің фотокатодымен. тікелей шыны ұнтағының учаскесіне немесе алдын ала шыныға немесе металдың бетіне төселген металл қабатқа (төсенішке) жағылатын фотосезімтал қабат қызмет етеді. анодтың Металдық пластина немесе тор түрі бар.  (сурет-1) а). Уақытша рұқсатты жақсарту және фототок импульстерінің шыңын арттыру үшін катод және фотоэлементтің аноды әдетте 0,3-3 мм саңылауы бар жазық параллельді орналастырады, ал олардың шықпалары жүктемемен толқындық кедергі бойынша келісілген коаксиалды немесе полосколық сызықтың кесіндісі түрінде орындалады. Газ иондалуы және өздігінен тоқтаусыз пайда болуы нәтижесінде газ толтырылған фотоэлементте. лавин разряды фототок күшейтіледі (мысалы.,  Аг толтыру кезіндегі күшейту коэффициенті  6-8 құрайды).

[pic 3]

Сурет. 1. Вакуумдық фотоэлементтердің типтік конструкциялары: а-анод шықпалары; К - фотокатодтың шықпалары; ОК-металл күзет сақинасының шықпалары (жүктемеге ағу токтарының түсуін болдырмау үшін орнатылады). [pic 4]

Сурет. 2.Сыртқы (а)және ішкі ( б)фотоэффектпен фотоэлементтің схемасы: К - фотокатод; а - анод; Ф - жарық ағыны; р және п-донорлық және акцепторлық өткізгіштігі бар жартылай өткізгіштің аумағы; Е-К және А арасындағы кеңістікте фотоэлектрондарды жылдамдататын электр өрісін құру үшін қызмет ететін тұрақты ток көзі; Rн-жүктеме. Нүктелі сызықпен р - n-өту белгіленген.

Вакуумдік фотоэлемент.

[pic 5]

Вентильді фотоэлемент.

[pic 6]

Ішкі фотоэффектке негізделген Фотоэлемент түзеткіш жартылай өткізгішті өткелі (р - п-өткелі), изотипті гетерөткізгіш немесе металл - жартылай өткізгіштің түйіспесі ( жартылай өткізгіштердегі түйіспелік құбылыстар) бар жартылай өткізгішті аспапты білдіреді. Мұндай Фотоэлементте (сурет. 2, б) жартылай өткізгіш ішіндегі бос заряд тасығыштардың саны артады, олар электр өту өрісімен кеңістікпен бөлінеді. Потенциалдық кедергінің екі жағынан да пайда болатын заряд тасығыштардың артықтығы жартылай өткізгіште Фотоэлементтің(ЖФ) потенциалдар айырымын жасайды. Сыртқы тұйықталу кезінде. ЖФ тізбектері жүктеме арқылы электр тогы өтеді. SE, GaAs, CdS, Ge және Si үшін материал ретінде жиі қолданылады.

 Фотоэлемент әдетте оптикалық сәулелену қабылдағыштары, соның ішінде көрінетін жарық қабылдағыштары болып табылады .Сонымен қатар, электр энергиясына күн сәулесінің энергиясын тікелей түрлендіру үшін - күн батареяларында, фото-электр генераторларында қолданылады.

Фотоэлементтер автоматика мен телемеханикада, фотометрияда кеңінен қолданылады, өлшейді. техникалық, метрология, оптикалық Астрофизика кезінде. және фототехникада, факсимильдік байланыста және т. б.; ғарыштық аппараттарды энергиямен жабдықтау жүйелерінде, теңіз және өзен навигациялық аппаратурасында, радиостанцияларды қоректендіру құрылғыларында ЖФ-ны перспективті пайдалану және т. б.