Реферат Фотоэлектрические явления фотоэффект, фотохромный эффект. Учебная работа № 187893

Учебная работа № 187893. Реферат Фотоэлектрические явления фотоэффект, фотохромный эффект

Выдержка из похожей работы

…….

Фотоэлектрические преобразователи энергии

…..ия ФЭП — ис­кус­ст­вен­ные спут­ни­ки Зем­ли, ор­би­таль­ные
кос­ми­че­ские стан­ции, меж­пла­нет­ные зон­ды и дру­гие КЛА. Дос­то­ин­ст­ва
ФЭП: боль­шой срок служ­бы; дос­та­точ­ная ап­па­ра­тур­ная на­деж­ность; от­сут­ст­вие
рас­хо­да ак­тив­но­го ве­ще­ст­ва или то­п­ли­ва. Не­дос­тат­ки ФЭП: не­об­хо­ди­мость
уст­ройств для ори­ен­та­ции на Солн­це; слож­ность ме­ха­низ­мов, раз­во­ра­чи­ваю­щих
па­не­ли ФЭП по­сле вы­хо­да КЛА на ор­би­ту; не­ра­бо­то­спо­соб­ность в от­сут­ст­вие
ос­ве­ще­ния; от­но­си­тель­но боль­шие пло­ща­ди об­лу­чае­мых по­верх­но­стей.
Для со­вре­мен­ных ФЭП ха­рак­тер­ны удель­ная мас­са 20 — 60 кг/кВт (без уче­та
ме­ха­низ­мов раз­во­ро­та и ав­то­ма­тов сле­же­ния) и удель­ная мощ­ность  КПД пре­об­ра­зо­ва­ния
сол­неч­ной энер­гии в элек­тро­энер­гию для обыч­ных крем­ние­вых ФЭ ра­вен  В кас­кад­ных ФЭП с про­зрач­ны­ми
мо­но­кри­стал­ла­ми эле­мен­тов   при двух­слой­ном и  при трех­слой­ном ис­пол­не­нии.
Для пер­спек­тив­ных АЭУ, со­че­таю­щих сол­неч­ные кон­цен­тра­то­ры (па­ра­бо­ли­че­ские
зер­ка­ла) и ФЭП на ос­но­ве ге­те­ро­ст­рук­ту­ры двух раз­лич­ных по­лу­про­вод­ни­ков
— ар­се­ни­дов гал­лия и алю­ми­ния, так­же мож­но ожи­дать .
          Ра­бо­та ФЭ ос­но­ва­на на внут­рен­нем
фо­то­элек­три­че­ском эф­фек­те в по­лу­про­вод­ни­ках. Внеш­ние ра­диа­ци­он­ные
(све­то­вые, те­п­ло­вые ) воз­дей­ст­вия обу­слав­ли­ва­ют в сло­ях 2 и 3 по­яв­ле­ние
не­ос­нов­ных но­си­те­лей за­ря­дов, зна­ки ко­то­рых про­ти­во­по­лож­ны зна­кам
ос­нов­ных но­си­те­лей р- и п-об­лас­тях. Под влия­ни­ем элек­тро­ста­ти­че­ско­го
при­тя­же­ния раз­но­имен­ные сво­бод­ные ос­нов­ные но­си­те­ли диф­фун­ди­ру­ют
че­рез гра­ни­цу со­при­кос­но­ве­ния об­лас­тей и об­ра­зу­ют вбли­зи нее р-п
ге­те­ро­пе­ре­ход с на­пря­жен­но­стью элек­три­че­ско­го по­ля ЕК , кон­такт­ной раз­но­стью по­тен­циа­лов
UK  = SEK и по­тен­ци­аль­ным энер­ге­ти­че­ским
барь­е­ром WK=eUK  для ос­нов­ных но­си­те­лей, имею­щих
за­ряд е. На­пря­жен­ность по­ля EK  пре­пят­ст­ву­ет их диф­фу­зии за
пре­де­лы по­гра­нич­но­го слоя ши­ри­ной S . На­пря­же­ние
за­ви­сит от тем­пе­ра­ту­ры Т, кон­цен­тра­ций
ды­рок  или элек­тро­нов
 в p- и n-об­лас­тях
за­ря­да элек­тро­на е и по­сто­ян­ной Больц­ма­на k. для не­ос­нов­ных
но­си­те­лей EK
— дви­жу­щее
по­ле. Оно обу­слов­ли­ва­ет пе­ре­ме­ще­ние дрей­фую­щих элек­тро­нов из об­лас­ти
р в об­ласть п, а ды­рок — из об­лас­ти п в об­ласть р.
Об­ласть п при­об­ре­та­ет от­ри­ца­тель­ный за­ряд, а об­ласть р-
по­ло­жи­тель­ный, что эк­ви­ва­лент­но при­ло­же­нию к  р-п пе­ре­хо­ду
внеш­не­го элек­три­че­ско­го по­ля с на­пря­жен­но­стью EВШ, встреч­но­го с EK. По­ле с на­пря­жен­но­стью EВШ — за­пи­раю­щее для не­ос­нов­ных
и дви­жу­щее для ос­нов­ных но­си­те­лей. Ди­на­ми­че­ское рав­но­ве­сие по­то­ка
но­си­те­лей че­рез р-п пе­ре­ход пе­ре­во­дит к ус­та­нов­ле­нию на
элек­тро­дах 1 и 4 раз­но­сти по­тен­циа­лов U0 — ЭДС хо­ло­сто­го хо­да ФЭ. Эти яв­ле­ния мо­гут про­ис­хо­дить
да­же при от­сут­ст­вии ос­ве­ще­ния  р-п пе­ре­хо­да. Пусть ФЭ об­лу­ча­ет­ся
по­то­ком све­то­вых кван­тов (фо­то­нов), ко­то­рые стал­ки­ва­ют­ся со свя­зан­ны­ми
(ва­лент­ны­ми) элек­тро­на­ми кри­стал­ла с энер­ге­ти­че­ски­ми уров­ня­ми W.
Ес­ли энер­гия фо­то­на Wф=hv (v -час­то­та вол­ны све­та, h — по­сто­ян­ная
План­ка) боль­ше W, элек­трон по­ки­да­ет уро­вень и по­ро­ж­да­ет здесь
дыр­ку; р-п пе­ре­ход раз­де­ля­ет па­ры элек­трон — дыр­ка, и ЭДС U0 уве­ли­чи­ва­ет­ся. Ес­ли под­клю­чить
со­про­тив­ле­ние на­груз­ки RН,
по це­пи пой­дет ток I, на­прав­ле­ние ко­то­ро­го встреч­но дви­же­нию
элек­тро­нов. Пе­ре­ме­ще­ние ды­рок ог­ра­ни­че­но пре­де­ла­ми по­лу­про­вод­ни­ков,
во внеш­ней це­пи их нет. Ток I воз­рас­та­ет с по­вы­ше­ни­ем ин­тен­сив­но­сти
све­то­во­го по­то­ка Ф, но не пре­вос­хо­дит пре­дель­но­го то­ка In
ФЭ, ко­то­рый по­лу­ча­ет­ся при …