Санкт-Петербуржский Государственный Университет Путей Сообщения.
Кафедра физики. Лаборатория оптики и физики атома.
Определение электродвижущей силы фотоэлемента с запирающим слоем.
Выполнил студент Микишенко Е.А.
группы АТ-001 электротехнического
факультета.
Проверил:
2001г
Цель работы - измерение фото-э.д.с. и фототока, возникающих в селеновом фотоэлементе под действием света. Изменяя освещён-ность Е поверхности фотоэлемента, т.е. мощность светового по-
тока на единиц у площади поверхности, исследуют зависимость Еф
и Iф от освещённости Е и строят графики этих зависимостей. При
относительно небольших освещённостях фото-э.д.с. и фототок пропорциональны Е.
В нашей лаборатории исследуется селеновый вентильный фото-
элемент. Устройство, принцип действия и схема включения фото-
элемента поясняются на рис.1.
Электродами фотоэлемента служат желез о и золото. Железный
электрод А изготовляется в виде подложки толщиной около 1мм. Золото напыляется на селен в виде тонкого полупрозрачного слоя К, пропускающего свет и обеспечивающего удовлетворительную элек-
тропроводность. Слой селена подвергается сложной термической обработке с целью создания в его толще р-п перехода. Внутри селена
образуется запирающий слой, обладающий способностью пропускать
электроны только в одном направлении, а именно, указанном на чер-
теже стрелкой.
При освещении золотой плёнки свет проходит через этот полупро-
зрачный электрод и попадает на селен. Если энергия фотона доста-
точна для образования в полупроводнике пары электрон-дырка, то при поглощении потока фотонов в районе р-п перехода будет наблю-
даться рождение достаточно большого числа пар электрон-дырка. Вследствие вентильной проводимости р –п перехода электроны пере-
ходят в п-полупроводник, заряжая его отрицательно, дырки – в полу-
проводник, заряжая его положительно. В результате между элект-
родами А и К возникает разность потенциалов, которую называют фото-э.д.с. Направленная диффузия неосновных носителей тока пре-
кратится, когда фото-э.д.с. сконпенсирует контактную разность потенциалов Yk.
Если цепь замкнута, то фото-э.д.с. вызовет ток, регистрируемый
гальванометром. Фототок будет продолжаться до тех пор, пока ос-
вещается фотоэлемент. Таким образом, в вентильном фотоэлемен-
те световая энергия преобразуется в электрическую.
К.п.д. селенового элемента не велик (2-3%). Значительно больший к.п.д. имеют кремнивые и германиевые фотоэлементы. Это позволя-
ет изготовлять солнечные батареи.
Описание установки и порядок
Выполнения работы.
Задачей настоящей работы является измерение фото-эдс и фот-отока, возникающих в селеновом фотоэлементе под действием све-та. Изменяя освещённость Е поверхности фотоэлемента, т.е. мощ-ность светового потока на единицу площади поверхности, исследу-ют зависимость фото-эдс и фототока от освещённости Е и стро-ят графики этих зависимостей. При относительно небольших осве-щённостях фото-эдс и фототок пропорциональны Е.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.