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

11222. Фоностилистическая дифференциация речи. Предмет и задачи фоностилистики 121 KB
  ЛЕКЦИЯ 14. Фоностилистическая дифференциация речи. Предмет и задачи фоностилистики. Как мы убедились в предыдущих лекциях произношение не может быть однородным. Оно меняется под воздействием многочисленных факторов. Поскольку эти факторы никак не влияют на переда...
11223. Discuss different opinions of the threat of population growth on our planet 24 KB
  Discuss different opinions of the threat of population growth on our planet. From the very start I want to admit that population growth as well as other global problems in the world is an urgent one. For decades the population explosion has been giving people nightmares. The worlds population increases by 3 every second and by a billion every decade. With figures such as these the gloom is understandable. There school of thought that the battle to feed all the humanity is over....
11224. Talk about the problems a newly-independent state is confronted with 23.5 KB
  Talk about the problems a newlyindependent state is confronted with. Chinese people say that the worst thing is to live in the time of changes. With the rich choice of possible way of further development comes a bunch of problems as well. Its especially true for newlyindependent states. Id like to illustrate this on the example of Samoa. For centuries time stood still in Samoa. The people worked at banana plantations and respected the customs that the family chiefs presented abso...
11225. Talk on how parents feel about their children travelling on their own for the first time 23.5 KB
  Talk on how parents feel about their children travelling on their own for the first time. It goes without saying that parents is always get worried when their children go abroad to visit new places and get to know other ways of living. Without any doubt traveling is necessary for all of us as it broadens our minds and horizons its kind of relaxation and a wonderful opportunity to get away from it all. When children go on a journey they relax their body refresh their spirits and renew ...
11226. Talk about stereotyped ideas that people may have about the way of life in oyher countries 24.5 KB
  Talk about stereotyped ideas that people may have about the way of life in oyher countries. Nobody wants to be average. So generalizations about nations arent usually welcomed though sometimes they are quiet accurate. The dangers may go even deeper when someone tries to generalize from his own limited experience. The Americans for instance are the nation about which numerous stereotyped ideas exist. They are created as a rule by the people who have never been to the USA but n...
11227. Talk about madame tussaud’s as one of london’s famous museums 24.5 KB
  Talk about madame tussauds as one of londons famous museums. It often comes as a shock for Londoners that Madame Tussauds museum is one of the capital top tourist attractions. Many find it gruesome and frightening. Others maintain that its collection of wax statues has no artistic merit. Yes despite this criticism Madam Tussauds has become a world famous. Millions of tourists from overseas and from other parts of Britain wouldnt consider their trip to the capital worthwhile with...
11228. TAIK ABOUT HOLYWOOD AND THE EPICS PRODUCED THERE IN THE 1930S AND 1940S 23.5 KB
  TAIK ABOUT HOLYWOOD AND THE EPICS PRODUCED THERE IN THE 1930S AND 1940S. Nowadays for million if people theres nothing better than watching a good film and the vast majority of films are produced in Hollywood. But what we really know about this really know about this greatstar factory To tell the truth everything we read about the great days of Hollywood in the 30s and 40s seems like exaggeration. The studious always said their film were superb and colossal because vast s...
11229. TALK ABOUT THE LANGUAGE OF SHAKESPEAR AND THE DIFFICULTIES OF PRESENTING SHAKESPEAR’S CHARACTERS TO A MODERN AUDIENCE 23.5 KB
  TALK ABOUT THE LANGUAGE OF SHAKESPEAR AND THE DIFFICULTIES OF PRESENTING SHAKESPEARS CHARACTERS TO A MODERN AUDIENCE. For any Englishman there are never can be any discussion on topic who is the worlds greatest poet and dramatist. Only one name possibly suggest itself to him: that of W Shakespeare. All of us use words phrases and quotation from Shs writings that have become part of the common property of Englishspeaking people. Shakespeare more perhaps than any other writer ...
11230. DESCRIBE AN ENGLISH JOURNALIST’S IMPRESSIONS OF TRAVELLING THROUGH THEVAST SPASES OF RUSSIA, CHINA AND MONGOLIA 23.5 KB
  DESCRIBE AN ENGLISH JOURNALISTS IMPRESSIONS OF TRAVELLING THROUGH THEVAST SPASES OF RUSSIA CHINA AND MONGOLIA. Its no wonder that trains are a literary genre all on their own. Writers from Graham Green to Agatha Christie realized that there is nothing quite like curtain sleeping compartments quicken the narrative pulse. To board the train that crosses countries and continents is to feel that anything might happened. From the first days of a journey on board a TransSiberian Expr...