Главная > Физика > Физика для средних специальных учебных заведений
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

§ 35.12. Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом.

Внутренний фотоэффект используется для превращения энергии излучения в электрическую энергию в полупроводниковых фотоэлементах с -переходом. Большое распространение получили кремниевые фотоэлементы, используемые для преобразования энергии солнечного излучения в электрическую энергию и получившие название солнечных батарей.

Солнечные батареи преобразуют в электрическую энергию около 12% падающей на них энергии солнечного излучения, что превышает коэффициент использования солнечного излучения при фотосинтезе в листьях растений.

Элемент кремниевой солнечной батареи (рис. 35.9) представляет собой пластину кремния -типа, окруженную слоем кремния -типа толщиной около одного микрометра с контактами для присоединения к внешней цепи. Вспомним, что все нескомпенсировайные заряды сосредоточены.в -переходе, а -область, так же как и -область, электрически нейтральна (§ 21.4).

Рис. 35.9,

При освещении поверхности элемента в тонком наружном слое -типа генерируются пары «электрон — дырка», большинство которых, не успев рекомбинировать вследствие малой толщины слоя, попадает в -переход. В -переходе происходит разделение зарядов: под действием поля электроны перебрасываются в

ласть, а дырки отбрасываются в -область. Это означает, что при освещении между электродами возникает э. д. с., величина которой достигает примерно 0,5 В. При замыкании электродов элемент может создавать ток до 25 мА (25-10-8 А) с каждого квадратного сантиметра освещаемой поверхности.

Наибольшая чувствительность кремниевых фотоэлементов приходится на зеленые лучи, т. е. на длины волн, которым соответствует максимум энергии солнечного излучения.

Рис. 35.10.

Рис. 35,11.

Этим, в частности, и объясняется их довольно высокий к. п. д. Солнечные батареи, устанавливаемые на искусственных спутниках Земли и космических кораблях, дают электрическую энергию для бортовой аппаратуры.

В фотоэлементах используются и другие полупроводники, например селен, тонкий слой которого наносится на металл. Между полупроводником и металлом при этом возникает запирающий слой, действие которого аналогично действию -перехода. Такого рода фотоэлементы получили название вентильных (рис. 35.10, а). Условное изображение полупроводниковых фотоэлементов показано на рис. 35.10, б.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление