3378

Определение электродвижущей силы фотоэлемента с запирающим слоем

Лабораторная работа

Физика

Определение электродвижущей силы фотоэлемента с запирающим слоем Цель: Задачей настоящей работы является измерение фото - ЭДС  Еф и фототока Iф, возникающих в селеновом фотоэлементе под действием света. Изменяя освещённость Е поверхности фотоэл...

Русский

2012-10-30

621.9 KB

14 чел.

Определение электродвижущей силы фотоэлемента с запирающим слоем

Цель: Задачей настоящей работы является измерение фото - ЭДС  Еф и фототока Iф, возникающих в селеновом фотоэлементе под действием света. Изменяя освещённость Е поверхности фотоэлемента, т.е. мощность светового потока на единицу площади поверхности, исследуют зависимость Еф и  Iф от освещённости Е и строят графики этих зависимостей. При относительно небольших освещённостях Еф и  Iф пропорциональны Е.

Краткая теория:

Различают три вида фотоэлементов:

1. Внешний фотоэффект - вырывание светом из твёрдых и жидких веществ электронов.

2. Внутренний фотоэффект (фотопроводимость) - увеличение электропроводимости полупроводников и диэлектриков за счёт возрастания в них под действием света числа свободных носителей тока.

3. Вентильный фотоэффект (фотоэффект в запирающем слое) – возникновение ЭДС вследствие внутреннего фотоэффекта вблизи поверхности контакта между металлом и полупроводником или двумя полупроводниками с разными типами электропроводности.

В зависимости от вида фотоэффекта, на котором основано действие фотоэлемента, различают: вакуумные фотоэлементы (внешний фотоэффект), фотосопротивления (внутренний фотоэффект), вентильные фотоэлементы (вентильный фотоэффект). В настоящей работе исследуется селеновый вентильный фотоэлемент.

Устройство и принцип действия селенового вентильного фотоэлемента:

Поток света

Г

К

А

n - селен

P-N переход

р - селен

Электродами фотоэлемента служат железо и золото. Железный электрод А изготавливается в виде подложки толщиной около 1 мм. Золото напыляется на селен в виде тонкого полупрозрачного слоя К (катодное распыление), пропускающего свет и обеспечивающего удовлетворительную электропроводность. Слой селена подвергается термической   обработке с целью создания в его слое p-n перехода. Внутри селена образуется запирающий слой, пропускающий электроны только в одном направлении.

При освещении золотой плёнки свет проходит через этот полупрозрачный электрод и попадает на селен. Если энергия фотона   (постоянная Планка  - частота света) достаточна для образования пары электрон – дырка, то при поглощении потока фотонов вследствие вентильной проводимости p – n перехода между электродами возникает фото – ЭДС.

Если цепь замкнута, то фото – ЭДС вызовет ток, который будет идти до тех пор, пока освещается фотоэлемент.

Схема установки:

F - фотоэлемент

G - гальванометр

Е - элемент, создающий падение напряжения на Ro

M - магазин сопротивлений

mA - миллиамперметр, измеряющий ток в цепи элемента

Ro - эталонное сопротивление

К1 и К2 – ключи.

Таблица измерений:

Номер изме-рения

Рас-стояние r см.

Освещённость Е

Фототок

 Iф

Ток i в цепи элемента Е

Фото – ЭДС Еф, Вольты

фоты

люксы

деления

mA

деления

mА

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

            

Расчетные формулы:

Для  расчёта использовались следующие формулы:

 ,

где ф – фото – ЭДС, i – сила тока в цепи элемента , R0 – сопротивление, подключённое параллельно с источником ЭДС.

,

где E – освещённость фотоэлемента, J – сила света источника,  r – расстояние до источника.

Характеристика измерительных приборов

№ п/п

Наименование прибора

Система прибора

Класс точности

Предел измерения прибора

Цена деления шкалы


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

9543. Маркетингова політика розподілу 376.5 KB
  Маркетингова політика розподілу Питання Сутність і завдання маркетингової політики розподілу Канали розподілу, їх функції та характеристики Формування структури та потоків каналу Вертикальні маркетингові системи розподілу...
9544. Маркетингова політика просування 493.5 KB
  Маркетингова політика просування Питання, що розглядатимуться в темі Сутність маркетингової політики просування Комплекс просування Реклама в комплексі просування Стимулювання продажу в комплексі просування Персональний...
9545. Військовослужбовці та відносини між ними. Військова дисципліна, її зміст та значення 220 KB
  Військовослужбовці та відносини між ними. Військова дисципліна, її зміст та значення Більшість перемог, ще з часів Київської Русі були зумовлені принципами єдиноначальності. Князі приділяли увагу єдності дій. У критичні моменти вони скликали військо...
9546. Внутрішній порядок у підрозділах 6.2 MB
  Внутрішній порядок у підрозділах Внутрішній порядок - це суворе додержання визначених військовими статутами правил розміщення, повсякденної діяльності, побуту військовослужбовців у військовій частині (підрозділі) й несення служби д...
9548. Права та обовязки посадових осіб 97 KB
  Права та обовязки посадових осіб В звязку з цим, що кожний командир (начальник) є єдиноначальником та особисто відповідає перед державою за бойову та мобілізаційну готовність довіреного йому підрозділу за забезпечення охорони державної таємни...
9549. Обовязки осіб добового наряду 1.04 MB
  Обовязки осіб добового наряду. Так як військова служба у Збройних Силах України є державною службою особливого характеру, для військових частин і підрозділів встановлені певні правила внутрішнього порядку. Досвід, накопичений військами, показує, що ...
9550. Основи організації та несення вартової служби 477 KB
  Основи організації та несення вартової служби В мирний час особовий склад виконує лише одне бойове завдання - це несення вартової служби, яке вимагає від особового складу точного дотримання всіх положень, визначених Статутом гарнізонної...
9551. Несення вартової служби 226.5 KB
  Несення вартової служби. Розвід добового наряду. Розвід добового наряду (варт) проводиться з метою перевірки готовності варт до несення служби, переходу їх у підпорядкування щойно призначених чергових та їх помічників, надання вартам права змі...