Відмінності між версіями «Фотоелемент»
3374746 (обговорення • внесок) |
3374746 (обговорення • внесок) |
||
| (не показано 9 проміжних версій цього учасника) | |||
| Рядок 7: | Рядок 7: | ||
Фотоелемент – напівпровідниковий прилад, що служить для перетворення світлової енергії в електричну. В основі цього перетворенння лежить явище фотоефекту. Принцип роботи сучасних фотоелементів базується на напівпровідниковому p-n переході. При поглинанні фотона в області, яка прилягає до p-n переходу, створюється пара носіїв заряду: електрон і дірка. Дірка є неосновним носієм заряду, а отже з великою ймовірністю проникає крізь перехід. У результаті створені завдяки поглинанню енергії фотона заряди розділяються в просторі й не можуть рекомбінувати. Як наслідок порушується рівновага густини зарядів. Дія приладу заснована на фотоелектронній емісії або внутрішньому фотоефекті. | Фотоелемент – напівпровідниковий прилад, що служить для перетворення світлової енергії в електричну. В основі цього перетворенння лежить явище фотоефекту. Принцип роботи сучасних фотоелементів базується на напівпровідниковому p-n переході. При поглинанні фотона в області, яка прилягає до p-n переходу, створюється пара носіїв заряду: електрон і дірка. Дірка є неосновним носієм заряду, а отже з великою ймовірністю проникає крізь перехід. У результаті створені завдяки поглинанню енергії фотона заряди розділяються в просторі й не можуть рекомбінувати. Як наслідок порушується рівновага густини зарядів. Дія приладу заснована на фотоелектронній емісії або внутрішньому фотоефекті. | ||
Поділяються на електровакуумні й напівпровідникові фотоелементи. | Поділяються на електровакуумні й напівпровідникові фотоелементи. | ||
| − | + | [[Файл:Фотоел.jpg|міні|Електровакуумний фотоелемент]] В електровакуумних фотоелементах при потраплянні світла на катод фотоелемента в колі виникає електричний струм, який вмикає або вимикає реле. | |
| + | [[Файл:Земля .jpg|міні|Напівпровідниковий фотоелемент]] Напівпровідникові фотоелементи - фотоелементи з p-n переходом створюють ЕРС близько 1-2 В. Вихідна потужність досягає сотень ват при ККД до 20%. | ||
==Історична довідка== | ==Історична довідка== | ||
| Рядок 20: | Рядок 21: | ||
==Технічні характеристики== | ==Технічні характеристики== | ||
| − | + | Фізичний принцип роботи фотоелемента | |
| + | Перетворення енергії в фотоелементі засновано на фотоелектричному ефекті, який виникає в неоднорідних напівпровідникових структурах при впливі на них сонячного випромінювання. | ||
| + | Неоднорідність структури фотоелементи може бути отримана легуванням одного і того ж напівпровідника різними домішками (створення p-n переходів) або шляхом з'єднання різних напівпровідників з неоднаковою шириною забороненої зони - енергії відриву електрона з атома (створення гетеропереходів), або ж за рахунок зміни хімічного складу напівпровідника, що приводить до появи градієнта ширини забороненої зони (створення варізонних структур). | ||
| + | Ефективність перетворення залежить від електрофізичних характеристик неоднорідною напівпровідникової структури, а також оптичних властивостей фотоелемента, серед яких найбільш важливу роль грає фотопровідність. Вона обумовлена явищами внутрішнього фотоефекту в напівпровідниках при опроміненні їх сонячним світлом. | ||
==Сфера застосування == | ==Сфера застосування == | ||
| − | + | Фотоелементи широко застосовуються: | |
| + | * для автоматизації виробничих процесів. У поєднанні з електронними підсилювачами фотоелементи входять до складу фотореле — приладів автоматичного управління різними установками, які використовують безінерційність фотоефекту, тобто здатність фотоелемента практично миттєво реагувати на світловий вплив чи на його зміну; | ||
| + | * у вигляді сонячних батарей для перетворення енергії сонячного світла в електричну енергію, якою здійснюється живлення бортової апаратури космічних апаратів; | ||
| + | * у звуковому кіно, різних системах автоматики та телемеханіки, телебаченні. | ||
==Фото, відео-матеріали== | ==Фото, відео-матеріали== | ||
| − | + | [[Файл:Фотоелемент .jpg|500px]] | |
==Список використаних джерел== | ==Список використаних джерел== | ||
| + | # [http://phisical_technical_ukr.academic.ru/109/фотоелемент Фізико-технічний словник-мінімум] | ||
| + | # [http://megapredmet.ru/1-73232.html Основні характеристики фотоелемента на зовнішньому фотоефекті] | ||
| + | # [https://ru.wikipedia.org/wiki/Фотоэлемент Фотоэлемент] | ||
| + | # Андреев В.М., Грилихес В.А., Румянцев В.Д. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. — Л.: Наука, 1989. — 310 с.-ISBN 5-02-024384-1. | ||
| + | # Фотоэлемент / М. М. Колтун // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978. | ||
| + | # Пасынков В. В., Чиркин Л. К., Шинков А. Д. Полупроводниковые приборы. — 4 изд.. — М., 1987. | ||
[[Категорія:Музей історії техніки]] | [[Категорія:Музей історії техніки]] | ||
Поточна версія на 12:06, 13 травня 2017
Андрущенко Олена, 33 гр.
Зміст
Загальний опис (принцип дії), Андрущенко Олена 33 гр
Фотоелемент – напівпровідниковий прилад, що служить для перетворення світлової енергії в електричну. В основі цього перетворенння лежить явище фотоефекту. Принцип роботи сучасних фотоелементів базується на напівпровідниковому p-n переході. При поглинанні фотона в області, яка прилягає до p-n переходу, створюється пара носіїв заряду: електрон і дірка. Дірка є неосновним носієм заряду, а отже з великою ймовірністю проникає крізь перехід. У результаті створені завдяки поглинанню енергії фотона заряди розділяються в просторі й не можуть рекомбінувати. Як наслідок порушується рівновага густини зарядів. Дія приладу заснована на фотоелектронній емісії або внутрішньому фотоефекті. Поділяються на електровакуумні й напівпровідникові фотоелементи.
Історична довідка
1887 рік – Генріх Герц відкрив явище фотоефекту.
1890 рік - Олександр Григорович Столєтов встановив кількісні закономірності фотоефекту.
1905 рік - Альберт Ейнштейн обгрунтував квантову природу фотоефекта і всі його закономірності
Перший фотоелемент, заснований на зовнішньому фотоефекті, створив Олександр Столєтов в кінці XIX століття.
Технічні характеристики
Фізичний принцип роботи фотоелемента Перетворення енергії в фотоелементі засновано на фотоелектричному ефекті, який виникає в неоднорідних напівпровідникових структурах при впливі на них сонячного випромінювання. Неоднорідність структури фотоелементи може бути отримана легуванням одного і того ж напівпровідника різними домішками (створення p-n переходів) або шляхом з'єднання різних напівпровідників з неоднаковою шириною забороненої зони - енергії відриву електрона з атома (створення гетеропереходів), або ж за рахунок зміни хімічного складу напівпровідника, що приводить до появи градієнта ширини забороненої зони (створення варізонних структур). Ефективність перетворення залежить від електрофізичних характеристик неоднорідною напівпровідникової структури, а також оптичних властивостей фотоелемента, серед яких найбільш важливу роль грає фотопровідність. Вона обумовлена явищами внутрішнього фотоефекту в напівпровідниках при опроміненні їх сонячним світлом.
Сфера застосування
Фотоелементи широко застосовуються:
- для автоматизації виробничих процесів. У поєднанні з електронними підсилювачами фотоелементи входять до складу фотореле — приладів автоматичного управління різними установками, які використовують безінерційність фотоефекту, тобто здатність фотоелемента практично миттєво реагувати на світловий вплив чи на його зміну;
- у вигляді сонячних батарей для перетворення енергії сонячного світла в електричну енергію, якою здійснюється живлення бортової апаратури космічних апаратів;
- у звуковому кіно, різних системах автоматики та телемеханіки, телебаченні.
Фото, відео-матеріали
Список використаних джерел
- Фізико-технічний словник-мінімум
- Основні характеристики фотоелемента на зовнішньому фотоефекті
- Фотоэлемент
- Андреев В.М., Грилихес В.А., Румянцев В.Д. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. — Л.: Наука, 1989. — 310 с.-ISBN 5-02-024384-1.
- Фотоэлемент / М. М. Колтун // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
- Пасынков В. В., Чиркин Л. К., Шинков А. Д. Полупроводниковые приборы. — 4 изд.. — М., 1987.
