|
|
|
| Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии | |
Стартовая страница |
О системе |
Технические требования |
Синтез |
Обучающий модуль |
Справка по системе |
Контакты |
 | Фотоэффект вентильный |
 | |
Анимация
Описание
Вентильный (барьерный) фотоэффект возникает в неоднородных (по химическому составу или неоднородно легированных примесями) полупроводниках, а также у контакта полупроводник-металл. В области неоднородности существует внутреннее электрическое поле, которое ускоряет генерируемые излучением неосновные неравновесные носители. В результате фотоносители разных знаков пространственно разделяются. Вентильная фотоэдс может возникать под действием света генерирующего неосновные носители. Особенно важна вентильная фотоэдс в p-n-переходе и гетеропереходе, т.е. в контакте двух различных по химическому составу полупроводников.
На рис. 1 схематически показано разделение пар, возникающее при освещении p-n-перехода.
Разделение возбуждаемых светом электронно-дырочных пар на p-n-переходе
Рис. 1
Вклад в ток дают как носители, генерируемые непосредственно в области p-n-перехода, так и возбуждаемые в припереходных областях и достигающие области сильного поля путем диффузии. В результате разделения пар образуется поправленный поток электронов в n-область и дырок в p-область. При разомкнутой цепи создается ЭДС в пропускном (прямом) направлении p- -перехода, компенсирующая этот ток.
В зависимости от легирования обеих сторон гетероперехода можно создать p-n-гетеропереход (анизотипный) и n-n-гетеропереход или p-p-гетеропереход (изотипный).
Комбинация различных гетеропереходов и монопереходов образует те или иные гетероструктуры.
Наиболее широко применяются монокристаллические гетеропереходы между полупроводниковыми материалами на основе арсенидов, фосфидов и антимонидов Ga и Al, благодаря близости их ковалентных радиусов.
Фотоэлементы на p-n-переходах или гетеропереходах обладают малой инерционностью и обеспечивают прямое преобразование световой энергии в электрическую.
Ключевые слова
Разделы наук
Применение эффекта
Вентильный (барьерный) фотоэффект используется в фотовольтаических и солнечных элементах, а также в приборах выявления неоднородностей полупроводниковых материалов и фотоприемниках для измерения световых потоков.
Солнечная батарея (фотоэлектрический генератор) - устройство, непосредственно-преобразующее энергию светового излучения в электрическую энергию. Электрический ток в солнечной батарее возникает в результате процессов, происходящих в фотоэлементах при попадании на них солнечного излучения. Наиболее эффективны солнечные батареи, основанные на возбуждении ЭДС на границе между проводником и светочувствительным полупроводником (например, кремнием) или между разнородными проводниками. Мощность солнечной батареи достигает 100 КВт, КПД - 10..20 %.
Солнечная батарея применяется в качестве автономного источника энергопитания на космических аппаратах, метеостанциях.
Реализации эффекта
Технические реализации эффекта
Стандартный фотодиод (лучше с большой приемной площадкой, типа Ф24К или подобный) присоединяется ко входу осциллографа и освещается светом от люминесцентной лампы. Наблюдаем осциллирующую с двойной сетевой частотой (то есть100 Гц) ЭДС.
Литература
1. Физика. Большой энциклопедический словарь. - М.: Большая Российская энциклопедия, 1999. - С. 90, 460.
2. Новый политехнический словарь. - М.: Большая Российская энциклопедия, 2000. - С. 20, 231, 460.
| Стартовая страница О системе Технические требования Синтез Обучающий модуль Справка по системе Контакты | |
 |
|
| Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина | |
