Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

6: Фотоелектрика

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    29478

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    У цьому розділі розглядаються сонячні елементи та оптичні детектори, обидва з яких є пристроями, що перетворюють оптичну електромагнітну енергію в електрику. У наступному розділі розглядаються лампи, світлодіоди та лазери, які перетворюють енергію у зворотному напрямку. Фотоелектричний ефект - це ідея, що якщо світло світить на чистому шматочку напівпровідника, утворюються пари електрон-дірка. При наявності зовнішнього електричного поля ці заряди змітаються, і на клемах напівпровідника розвивається напруга. Вперше вона була продемонстрована в 1839 році Едмондом Беккерелем. У фотоелектричному пристрої, який також називають сонячним елементом, цей ефект зазвичай виникає на напівпровідниковому переході. Цей же ефект відбувається в меншому масштабі в фотодіодах, використовуваних для виявлення світла, і в оптичних датчиках в цифрових камерах. Щоб зрозуміти фізику, що стоїть за цими пристроями, нам потрібно додатково вивчити кристалографію в напівпровідниках. Діаграми енергетичного рівня, які ілюструють енергію, необхідну для видалення електрона з матеріалу, - ще одна тема, вивчена в цьому розділі.

    На відміну від електростанцій на основі викопного палива, фотоелектричні елементи виробляють енергію, не сприяючи забрудненню. Сонячна енергетика зростає швидкими темпами. У всьому світі станом на квітень 2017 року фотоелектричні елементи були здатні генерувати понад 303 ГВт потужності, і 75 ГВт цієї загальної кількості було встановлено протягом минулого року [67]. Цієї генеруючої потужності було достатньо для задоволення 1,8% світового попиту на електроенергію [67]. У США станом на квітень 2017 року встановлені фотоелектричні елементи здатні генерувати 14,7 ГВт [67].

    Мініатюра: Фотоелектричні системи використовують напівпровідникові елементи, які перетворюють сонячне світло безпосередньо в електрику. Постійний струм від фотоелектричних елементів, які розташовані в плоских панелах, надходить до інверторів, які змінюють його на змінний струм. (Громадське надбання; Адміністрація Долини Теннессі через Вікіпедію)