![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Принцип действия фотоэлемента с запирающим слоем
В настоящей установке используется вентильный режим работы фотоэлемента, т. е. без внешнего источника напряжения. Образованные под действием света в области запорного слоя полупроводника электронно-дырочные пары (явление внутреннего фотоэффекта) разделяются электрическим полем этого слоя таким образом, что электроны переходят в металл, а дырки остаются в полупроводнике (рис. 2). Поэтому полупроводник заряжается положительно относительно металла, что эквивалентно образованию дополнительного напряжения, включенного в прямом направлении. Это напряжение называется фотоэдс. В работе измеряется фототок в цепи, нагрузочным сопротивлением которой служит сопротивление гальванометра. Поскольку оно мало, то этот ток можно считать током короткого замыкания фотоэлемента. При внутреннем фотоэффекте в полупроводниках происходит поглощение фотона с энергией, достаточной для перехода электрона из валентной зоны в свободную зону, что приводит к образованию пары электрон-дырка. Число электронно-дырочных пар, генерируемых в единичном объеме полупроводника за одну секунду фотонами с энергией Известно, что интенсивность монохроматического света I на глубине х связана с интенсивностью на поверхности полупроводника I
где
Энергия, поглощаемая в единичном объеме за 1 с тогда равна
Число поглощенных квантов в единичном объеме за 1 с определится отношением Число
Здесь было предположено, что отражения от поверхности полупроводника нет. Из этого выражения видно, что G наиболее сильно зависит от При собственном поглощении света (рис. 3, переходы 1, 2) полупроводником показатель поглощения Естественно, что по мере роста энергии фотона при его поглощении вероятность перехода электрона из валентной зоны в свободную должна возрастать, что ведет к увеличению фототока. Однако, при возрастании энергии фотона (уменьшении длины волны) поглощение света происходит во все более тонком приповерхностном слое полупроводника, где велики концентрация электронов и плотность поверхностных центров рекомбинации. Первая снижает вероятность образования пары электрон-дырка, вторая усиливает процессы поверхностной рекомбинации носителей заряда. То и другое приводят к “завалу” спектральной характеристики тока фотопроводимости в области больших энергий фотона.
|