Фотоэлемент, электронный солнечный

Вентильный фотоэффект. Вентильный фотоэффект — это явление возникновения э. д. с. при освещении контакта двух разных полупроводников или полупроводника металла в отсутствие внешнего электрического поля. На этом явлении основаны вентильные фотоэлементы, обладающие тем преимуществом перед фотосопротивлениями и внешними фотоэлементами, что они могут служить индикаторами лучевой энергии, не требующими внешнего питания. Но главная особенность вентильных фотоэлементов состоит в том, что они открывают путь для прямого превращения солнечной энергии в электрическую. В начале нашего века существовали фотоэлементы, работающие на контактах полупроводников и металлов. Однако в дальнейшем было показано, что наиболее эффективными являются фотоэлементы, основанные на использовании контакта двух полупроводников с р- и -типами проводимости, т. е. на так называемом р- -переходе. При освещении перехода в р-области образуются электронно-дырочные пары. Электроны и дырки диффундируют к р- -переходу. Электроны под действием контактного поля будут переходить в -область. Дырки же преодолевать барьер не могут и остаются в р-области. В результате р-область заряжается положительно, -область — отрицательно и в р-я-переходе возникает дополнительная разность потенциалов. Ее и называют фотоэлектродвижущей силой (фото-э. д. с.). [c.346]

Фотодиод без внешнего источника э.д.с., называемый вентильным фотоэлементом, осуществляет непосредственное преобразование энергии падающего излучения в электрическую энергию. Неравновесные электроны и дырки, образующиеся при поглощении света, пространственно разделяются в переходном слое (фото-э.д.с.), что приводит к возникновению тока во внешней цепи. Кремниевые фотоэлементы такого типа имеют высокий к.п.д. (14—16%) и используются в качестве источника энергии в солнечных батареях космических аппаратов. [c.466]

Специалисты полагают, что удешевление фотоэлементов за счет перехода к аморфному кремнию вместо монокристалличе-ского сделает метод прямого преобразования солнечной энергии в электрическую конкурентноспособным по сравнению с другими методами получения энергии. Подробное описание солнечных батарей на аморфном кремнии дано в i[68]. В настоящее время наиболее перспективным материалом считается определенным образом приготовленный аморфный сплав кремния с водородом, фотогаль-ванический эффект в котором был открыт в 1974 г. К 1978 г. КПД солнечных батарей на этом материале достиг 6%. Эта величина в 3—4 раза меньше достигнутой на кристаллических Si и GaAs, однако в последних максимальные значения КПД были получены через 20 лет после открытия соответствующего эффекта. Это подтверждает несомненную перспективность аморфных материалов для использования в солнечных батареях. Для успешной реализации этих батарей необходимо выполнение ряда условий, таких, как большой коэффициент оптического поглощения (в широкой области спектра), эффективный сбор носителей электричества на обеих сторонах полупроводникового материала (пленки), достаточно большой внутренний потенциал, определяющий ЭДС элемента. Эти условия определяются оптическими и электрическими свойствами аморфных полупроводников и в конечном счете энергетическим спектром электронов. Поэтому далее мы перечислим некоторые характерные свойства этих материалов, достаточно тесно связанные с картиной распределения состояний электронов по энергетическим зонам. [c.284]

Большую группу составляют полупроводниковые приборы, использующие фотоэлектрические явления в полупроводниках. К ним относятся вентильные фотоэлементы и фотодиоды — приборы, в которых использовано явление генерации э. д. с. в р—и-переходе под действпе.м света. Вентильные элементы используют в фотографии и кинематографии, для преобразования солнечной энергии в электрическую, а фотодиоды, в которых под действием света происходит резкое возрастание тока, применяют в схемах считывания информации с перфорированной ленты в электронно-счетных машинах. [c.249]

Очень широка сфера практич. применения приборов, основанных на квант, оптич. явлениях,— фотоэлементов и фотоэлектронных умножителей, фотосопротивлений, фотодиодов, электронно-оптических преобразователей и др. усилителей яркости изображения, передающих и приёмных телевиз. трубок и т. д. Фотоэлементы используются не только для регистрации излучения, но и как устройства, преобразующие лучистую энергию Солнца в электрич. энергию (т, н. солнечные батареи). Фотохим. процессы лежат в основе фотографии. На основе изучения изменений оптич. св-в в-в под действием света фотохромизм) разрабатываются новые системы записи и хранения информации для нужд вычислит, техники и созданы защитные светофильтры, автоматически усиливающие поглощение света при возрастании его интенсивности. Получение мощных потоков монохроматического лазерного излучения с разными длинами волн открыло пути к разработке методов лазерного разделения изотопов и стимулирования направленного протекания хим. реакций, позволило О. найти новые, нетрадиционные применения в биофизике (воздействие лазерных световых потоков на биол. объекты на мол. уровне) и медицине. Благодаря возможности с помощью лазеров концентрировать на площадках с линейными размерами 10 мкм большие мощности излучения, интенсивно развивается оптич. метод получения высокотемпературной плазмы с целью осуществления управляемого термоядерного синтеза. [c.491]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...