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

9369. Повышение уровня проходимости амфибийно-вездеходных транспортных средств путем использования нетрадиционных пневмодвижителей сверхнизкого давления 255 KB
  Повышение уровня проходимости амфибийно-вездеходных транспортных средств путем использования нетрадиционных пневмодвижителей сверхнизкого давления Общая характеристика работы. Актуальность темы диссертации определяется необходимостью разработк...
9371. Нормирование точности и контроль деталей сборочной единицы 875 KB
  Содержание 1 Исходные данные 2 Нормирование точности гладких соединений 2.1 Соединение гладких валов и отверстий 2.2 Контроль размеров цилиндрических поверхностей гладкими калибрами 2.3 Допуски и посадки подшипников качения 2.4 Допуски размеров, вхо...
9372. Подготовка комплексных текстовых документов в среде редактора Microsoft Word 104.7 KB
  Подготовка комплексных текстовых документов в среде редактора Microsoft Word Для создания новых таблиц можно использовать инструмент Нарисовать таблицу. Филиал Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Восток 120000 125000 130000 128000 140000 14500...
9373. Анализ использования манипулятивных приемов в современной рекламе и оценка их эффективности на примере компании «SaveHouse» 548.5 KB
  Охарактеризовать рекламную деятельность компании «SaveHouse» и использования в ней манипулятивных приемов. Разработать предложения по повышению эффективности рекламной деятельности компании «SaveHouse» путем активного использования манипулятивных приемов.
9374. Методика разработки безопасного маршрута 967 KB
  Велопоход – это не только отличный способ отдыха, благодаря которому можно испытать незабываемые эмоции и узнать много нового, но также возможность, не прилагая практически никаких дополнительных усилий, улучшить свое здоровье и физическую форму
9375. Использование электронных таблиц для расчетов 64.68 KB
  Использование электронных таблиц для расчетов Задача. Завод производит электронные приборы трех видов (прибор А, прибор В и прибор С), используя при сборке микросхемы трех видов (тип 1, тип 2 и тип 3). Расход микросхем задается следующей таблицей: П...
9376. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей 509.18 KB
  Курсовая работа По предмету: Основы построения телекоммуникационных систем и сетей Практическая часть Решения задачи №1 Условия задачи Определить мощность ТВ радиопередатчика Р, обеспечивающего требуемое значение напряженности электромагнитного поля...
9377. РАСЧЕТ ПЛОСКОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ 95.79 KB
  Расчет плоскоременной передачи. 1. Определяем диаметр меньшего (ведущего) шкива: где, D1 - диаметр ведущего шкива, мм N1 - мощность на ведущем шкиве, кВт n1 - число оборотов ведущего шкива, об/мин. Вычисл...