Вопрос 4. Внутренний фотоэффект и его применение

Внутренний фотоэффект был открыт в 1873г. американским физиком У.Смитом. Явление внутреннего фотоэффекта наблюдается при освещении диэлектриков или полупроводников светом определенной частоты. Под действием поглощенных квантов света в этом случае электропроводность вещества увеличивается за счет повышения у них концентрации свободных носителей заряда. Поэтому это явление называют также фотопроводимостью. Чтобы объяснить его, используется зонная теория твердых тел. На явлении внутреннего фотоэффекта основана работа фотосопротивлений. Простейшее фотосопротивление представляет собой пластинку изолятора, на которую нанесен тонкий слой полупроводника. При освещении пластинки возникает фотопроводимость и в цепи фотосопротивления идет ток. Фотосопротивление применяется в звуковом кино, для сигнализации, в телевидении, автоматике и телемеханике. Они применяются для сортировки массовых изделий по их размерам и окраске. На рис 4 изображена схема устройства фотоэлемента с запирающим слоем (так называемый вентильный фотоэлемент).

рис.4

Две соприкасающиеся друг с другом пластинки, изготовленные из металла и его окиси (полупроводника) покрыты с верху тонким прозрачным слоем металла. Пограничный слой между металлом и его окисью имеет одностороннюю электропроводимость – электроны могут проходить только в направлении от окиси металла к металлу. Поток электронов, идущий в этом направлении, создается под действием света без всякого внешнего напряжения.

Вентильный фотоэлемент непосредственно превращает энергию световой волны в энергию электрического тока, т.е. является источником тока. На этом принципе основано действие солнечных батарей, которые устанавливаются на космических кораблях.