เป้าหมายของงาน:ทำความคุ้นเคยกับโฟโตเซลล์ของวาล์ว ศึกษาคุณลักษณะของแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบัน

งาน:นำครอบครัวของคุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบันภายใต้แสงสว่างที่แตกต่างกัน กำหนดความต้านทานโหลดที่เหมาะสมที่สุด และประเมินประสิทธิภาพของตาแมว

อุปกรณ์และอุปกรณ์เสริม:, ตาแมวซิลิคอน, ที่เก็บความต้านทาน, มิลลิโวลต์มิเตอร์, มิลลิแอมป์มิเตอร์

การแนะนำ

เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคของวาล์วประกอบด้วยลักษณะของโฟโตแรงเคลื่อนไฟฟ้าในวาล์ว เช่น การแก้ไข หน้าสัมผัสเมื่อมีแสงสว่าง การใช้งานจริงที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคของเกทที่พบในจุดเชื่อมต่อ p-n การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวมักเกิดขึ้นในบริเวณภายในของเซมิคอนดักเตอร์แบบผลึก โดยที่ประเภทของสารเจือปน (จากตัวรับไปยังผู้บริจาค) และประเภทการนำไฟฟ้าที่เกี่ยวข้อง (จากรูไปยังอิเล็กตรอน) เปลี่ยนไป

หากไม่มีการสัมผัสระหว่างเซมิคอนดักเตอร์ชนิด p และ n ระดับ Fermi ในแผนภาพพลังงาน (รูปที่ 1) จะอยู่ที่ความสูงต่างกัน: ในประเภท p ใกล้กับแถบเวเลนซ์มากขึ้น ในประเภท n ใกล้กว่า ไปยังแถบการนำไฟฟ้า (ฟังก์ชันการทำงานของ p-semiconductor A2 จะเกินฟังก์ชันการทำงานของ n-semiconductor A1 เสมอ)

https://pandia.ru/text/78/022/images/image006_62.gif" width="12" height="221">ลักษณะแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันของทางแยก p-n ที่ไม่ได้รับแสงสว่างจะแสดงในรูปที่ 3 (เส้นโค้ง 2 ) อธิบายได้ด้วยนิพจน์ โดยที่ JS คือกระแสอิ่มตัวของจุดเชื่อมต่อ p-n ที่ไม่มีแสงสว่าง k คือค่าคงที่ของ Boltzmann e คือประจุของอิเล็กตรอน T คืออุณหภูมิ U คือแรงดันไฟฟ้าภายนอก เครื่องหมาย "" หมายถึงค่าที่สอดคล้องกัน

ตรงไปยังแรงดันไปข้างหน้าหรือย้อนกลับ

การควบคุมสนามภายนอก

หากคุณให้แสงสว่างแก่ตาแมวจากบริเวณ p โฟตอนแสงที่ถูกดูดซับในชั้นผิวบางๆ ของเซมิคอนดักเตอร์ จะถ่ายโอนพลังงานของพวกมันไปยังอิเล็กตรอนของแถบเวเลนซ์ และถ่ายโอนไปยังแถบการนำไฟฟ้า ทำให้เกิดอิเล็กตรอนและรูอิสระ (โฟโตอิเล็กตรอนและโฟโตโฮล) ในเซมิคอนดักเตอร์ในปริมาณที่เท่ากัน โฟโตอิเล็กตรอนที่สร้างขึ้นในภูมิภาค p นั้นเป็นพาหะของชนกลุ่มน้อยที่นี่ เมื่อเคลื่อนที่ไปตามคริสตัล พวกมันจะรวมตัวกันอีกครั้งโดยมีรูบางส่วน แต่ถ้าความหนาของ p-region มีขนาดเล็ก ส่วนสำคัญก็จะไปถึงจุดเชื่อมต่อ p-n และผ่านเข้าไปในบริเวณ n ของเซมิคอนดักเตอร์ ทำให้เกิดโฟโตปัจจุบัน Jph ไหลไปในทิศทางตรงกันข้าม โฟโตโฮลก็เหมือนกับรูภายในที่ไม่สามารถเจาะเข้าไปในบริเวณ n ได้ เนื่องจากการทำเช่นนี้จะต้องเอาชนะสิ่งกีดขวางที่อาจเกิดขึ้นในบริเวณรอยต่อ p-n ดังนั้นทางแยก p-n จะแยกโฟโตอิเล็กตรอนและโฟโตโฮลออกจากกัน

หากวงจรเปิดอยู่ โฟโตอิเล็กตรอนที่ผ่านเข้าไปในบริเวณ n จะสร้างความเข้มข้นของอิเล็กตรอนส่วนเกินที่นั่นสัมพันธ์กับสมดุล ดังนั้นจึงชาร์จส่วนนี้ของเซมิคอนดักเตอร์ในทางลบ โฟโตโฮลชาร์จ p-region ในทางบวก ความต่างศักย์เกิดขึ้นระหว่างทั้งสองส่วนของเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งเรียกว่า photo-EMF photo-emf ที่ได้จะถูกนำไปใช้กับทางแยก p-n ในทิศทางไปข้างหน้า (ปริมาณงาน) ดังนั้นความสูงของสิ่งกีดขวางที่อาจเกิดขึ้นจะลดลงตามไปด้วย สิ่งนี้จะทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่ากระแสรั่วไหลJуซึ่งไหลไปในทิศทางไปข้างหน้า ขนาดของ photo-EMF จะเพิ่มขึ้นจนกระทั่งกระแสที่เพิ่มขึ้นของพาหะส่วนใหญ่จะชดเชยโฟโตปัจจุบัน

หากคุณปิดจุดเชื่อมต่อ p-n ไปที่ความต้านทานโหลด rn (รูปที่ 4) กระแส J จะไหลผ่านวงจร ซึ่งสามารถแสดงเป็นผลรวมของกระแสสองกระแส:

เจ = เจฟ – ก. (2)

กระแสไฟรั่ว Jу คำนวณโดยสูตร (1) สำหรับทางแยก p-n ที่ไม่มีแสงสว่างเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าภายนอก Un = J rн ในทิศทางไปข้างหน้า:

https://pandia.ru/text/78/022/images/image012_31.gif" width="25" height="28 src=">~ F. (3)

ในโหมดไม่ได้ใช้งาน วงจรจะเปิดอยู่ (rn = https://pandia.ru/text/78/022/images/image014_26.gif" width="147" height="57 src=">, (4)

เหตุใดจึงเป็นไปตามนั้น

https://pandia.ru/text/78/022/images/image013_28.gif" width="19" height="15 src=">) เมื่อโหลดภายนอกเปลี่ยนจาก 0 เป็นเราจะได้รับส่วน แย่จังซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของแรงดันกระแสของจุดเชื่อมต่อ p-n ในโหมดไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่ฟลักซ์การส่องสว่างคงที่ โครงเรื่อง ดวงอาทิตย์แสดงลักษณะการทำงานของตาแมวเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าภายนอกโดยตรงกับทางแยก p-n ส่วน กง– แรงดันไฟภายนอกย้อนกลับ (โหมดการทำงานของโฟโตไดโอด)

เมื่อฟลักซ์การส่องสว่างเปลี่ยนแปลง ลักษณะเฉพาะของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับและรูปร่างจะเปลี่ยนไป ตระกูลของลักษณะเฉพาะของแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบันของเซลล์แสงอาทิตย์แบบมีรั้วรอบขอบชิดในโหมดไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่มีการส่องสว่างต่างๆ แสดงไว้ในรูปที่ 1 5.

https://pandia.ru/text/78/022/images/image017_20.gif" width="231" height="12">

เส้นตรงที่ลากจากจุดกำเนิดของพิกัดที่มุม α กำหนดโดยค่าของความต้านทานโหลด (ctg α = rн) ตัดกันคุณลักษณะที่จุดที่จุดตัดขวางทำให้เกิดแรงดันตกคร่อมโหลด และพิกัดให้กระแสภายนอก วงจร (U1 = J1 r1) พื้นที่ที่แรเงาในรูปเป็นสัดส่วนกับกำลัง P1 ที่จัดสรรให้กับโหลด rn1:

https://pandia.ru/text/78/022/images/image020_15.gif" width="136" height="52 src=">, (7)

โดยที่ https://pandia.ru/text/78/022/images/image022_14.gif" height="50">.gif" width="12">

https://pandia.ru/text/78/022/images/image026_13.gif" width="21" height="12"> https://pandia.ru/text/78/022/images/image031_11.gif" width="12" height="31"> ซิลิคอนชนิด n ตัดจากผลึกเดี่ยว บนพื้นผิวโดยให้ความร้อนที่ อุณหภูมิประมาณ ~ 1200 0C ฟิล์มบาง ๆ จะถูกสร้างขึ้นในไอ BCl3 2 ซิลิกอนชนิด p การสัมผัสวงจรภายนอกกับ p-region นั้นทำผ่านแถบโลหะ 3 , ฉีดพ่นลงบนพื้นผิว เพื่อสร้างการติดต่อ 4 สำหรับบริเวณ n ฟิล์มด้านนอกส่วนหนึ่งจะถูกขัดออก

ขั้นตอนการปฏิบัติงาน

แบบฝึกหัดที่ 1การถอดคุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันของตาแมววาล์ว

1. หลังจากศึกษาคู่มือนี้แล้ว ให้ทำความคุ้นเคยกับการติดตั้งอย่างละเอียด

2. การเปลี่ยนความต้านทาน rn จาก 10 เป็น 900 โอห์มพร้อมไฟส่องสว่างคงที่รับค่าแรงดันและกระแส 8 - 10 (ระยะห่างจากแหล่งกำเนิดแสงถึงตาแมว ล= 5 ซม.)

3. ทำซ้ำขั้นตอนที่ 2 สำหรับ ล= 10 และ 15 ซม.

4. สร้างกลุ่มคุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าปัจจุบัน

ภารกิจที่ 2การศึกษาลักษณะเฉพาะของแรงดันกระแสไฟของตาแมววาล์ว

1. สำหรับการส่องสว่างแต่ละครั้ง จากคุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันที่สอดคล้องกัน ให้กำหนดกำลังโฟโตปัจจุบันสูงสุด Pmax และสำหรับกรณีนี้ โดยใช้สูตร (7) ให้คำนวณประสิทธิภาพของโฟโตเซลล์ การส่องสว่าง E คำนวณผ่านความเข้มของการส่องสว่าง Jl ของแหล่งกำเนิดและระยะทาง ลตามสูตร

2. เมื่อทราบ Pmax สำหรับการส่องสว่างทั้งหมด ให้คำนวณความต้านทานโหลดที่เหมาะสม rn โดยใช้สูตร (6) ขายส่ง สร้างกราฟของ rn เลือก = ฉ(E)

3. สร้างกราฟของ Jк. з = f(E) และ Ux x = ฉ(อี)

คำถามควบคุม

1. ปรากฏการณ์ของโฟโตอิเล็กทริคภายในคืออะไร?

2. อะไรคือความแตกต่างระหว่างเซมิคอนดักเตอร์ชนิด n และเซมิคอนดักเตอร์ชนิด p?

3. ค่าการนำไฟฟ้าของเซมิคอนดักเตอร์ประเภทที่ต้องการบรรลุได้อย่างไร?

4. วาดแผนภาพพลังงานของเซมิคอนดักเตอร์ชนิด n และ p

5. อธิบายกลไกการเกิดความต่างศักย์หน้าสัมผัสของจุดเชื่อมต่อ p-n

6. อธิบายกลไกการออกฤทธิ์ของจุดเชื่อมต่อ p-n ที่เป็นวงจรเรียงกระแสไฟฟ้ากระแสสลับ

7. ตาแมวประตูทำงานอย่างไร?

8. ตาแมวมีรั้วรอบขอบชิดมีจุดประสงค์อะไร?

9. ตาแมวที่มีรั้วรอบขอบชิดสามารถใช้เป็นเครื่องตรวจจับรังสีไอออไนซ์ได้หรือไม่?

10. ตาแมวมีรั้วรอบขอบชิดใช้ที่ไหน?

11. กลไกการเกิด photo-EMF ของตาแมววาล์วคืออะไร?

12. ระดับแฟร์มีคือเท่าไร?

13. บอกเหตุผลหลายประการที่ทำให้โฟโตเซลล์วาล์วมีประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำ

14. ตั้งชื่อข้อดีของตาแมววาล์วว่าเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าเหนือที่อื่นที่คุณรู้จัก

15. อะไรคือความยากในการใช้โฟโตเซลล์แบบมีรั้วรอบขอบชิดอย่างแพร่หลาย? อนาคต

บรรณานุกรม

1. ฟิสิกส์ของโทรฟิมอฟ ม.: สูงกว่า. โรงเรียน 19 น.

2. ห้องปฏิบัติการปฏิบัติการทางฟิสิกส์ / อ. . ม.: สูงกว่า. โรงเรียน 19 น.

โฟโต้เอฟเฟกต์ของวาล์ว

แอนิเมชั่น

คำอธิบาย

โฟโตอิเล็กทริคแบบเกต (สิ่งกีดขวาง) เกิดขึ้นในเซมิคอนดักเตอร์ที่ต่างกัน (ในองค์ประกอบทางเคมีหรือเจือด้วยสิ่งเจือปนไม่สม่ำเสมอ) รวมถึงที่หน้าสัมผัสของเซมิคอนดักเตอร์กับโลหะ ในบริเวณที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน มีสนามไฟฟ้าภายในที่เร่งตัวพาพาหะที่ไม่สมดุลส่วนน้อยที่เกิดจากรังสี เป็นผลให้พาหะภาพถ่ายของป้ายต่างๆ ถูกแยกออกจากกัน โฟโตโวลเตจของเกตสามารถเกิดขึ้นได้ภายใต้อิทธิพลของพาหะส่วนน้อยที่สร้างแสง โฟโตโวลเตจของเกตมีความสำคัญอย่างยิ่งในชุมทาง p-n และชุมทางเฮเทอโร เช่น สัมผัสกันระหว่างสารกึ่งตัวนำสองตัวที่มีองค์ประกอบทางเคมีต่างกัน

ในรูป รูปที่ 1 แผนผังแสดงการแยกคู่ที่เกิดขึ้นเมื่อจุดเชื่อมต่อ pn สว่างขึ้น

การแยกคู่อิเล็กตรอน-โฮลที่ถูกกระตุ้นด้วยแสงที่ทางแยก p-n

ข้าว. 1

การมีส่วนร่วมในปัจจุบันนั้นมาจากผู้ให้บริการทั้งสองรายที่สร้างขึ้นโดยตรงในพื้นที่ของทางแยก p-n และผู้ให้บริการที่ตื่นเต้นในภูมิภาคที่มีการเปลี่ยนผ่านใกล้และเข้าถึงพื้นที่สูงโดยการแพร่กระจาย จากผลของการแยกคู่ การไหลของอิเล็กตรอนที่ถูกแก้ไขในภูมิภาค n และรูในภูมิภาค p จะเกิดขึ้น เมื่อวงจรเปิดอยู่ EMF จะถูกสร้างขึ้นในทิศทางไปข้างหน้า (ไปข้างหน้า) ของจุดเชื่อมต่อ p-n เพื่อชดเชยกระแสนี้

ขึ้นอยู่กับการเติมทั้งสองด้านของจุดเชื่อมต่อเฮเทอโรจังก์ชัน มันเป็นไปได้ที่จะสร้างจุดเชื่อมต่อเฮเทอโร p-n (แอนไอโซไทป์) และจุดเชื่อมต่อเฮเทอโร n-n หรือจุดเชื่อมต่อเฮเทอโร p-p (ไอโซไทป์)

การรวมกันของเฮเทอโรจังก์ชั่นและโมโนจังก์ชั่นต่างๆ ทำให้เกิดโครงสร้างเฮเทอโรจังก์ชั่นบางอย่าง

วิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคือการเชื่อมเฮเทอโรอิคชันแบบผลึกเดี่ยวระหว่างวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มีอาร์เซไนด์ ฟอสไฟด์ และแอนติโมไนด์ของ Ga และ Al เนื่องจากรัศมีโควาเลนต์อยู่ใกล้กัน

โฟโตเซลล์ที่ใช้จุดแยก p-n หรือจุดเชื่อมต่อเฮเทอโรมีความเฉื่อยต่ำและให้การแปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง

ลักษณะการกำหนดเวลา

เวลาเริ่มต้น (บันทึกเป็น -3 ถึง -1)

อายุการใช้งาน (บันทึก tc จาก -1 ถึง 7);

เวลาย่อยสลาย (log td จาก -3 ถึง -1)

เวลาในการพัฒนาที่เหมาะสมที่สุด (บันทึก tk จาก 0 ถึง 6)

แผนภาพ:

การใช้งานทางเทคนิคของเอฟเฟกต์

โฟโตไดโอดมาตรฐาน (ควรมีพื้นที่รับสัญญาณขนาดใหญ่ ประเภท F24K หรือที่คล้ายกัน) เชื่อมต่อกับอินพุตของออสซิลโลสโคป และส่องสว่างด้วยแสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ เราสังเกต EMF แบบสั่นด้วยความถี่หลักคู่ (เช่น 100 Hz)

การใช้เอฟเฟ็กต์

เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคเกต (สิ่งกีดขวาง) ใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์และเซลล์แสงอาทิตย์ รวมถึงในอุปกรณ์สำหรับตรวจจับความไม่เป็นเนื้อเดียวกันในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ และเครื่องตรวจจับแสงสำหรับตรวจวัดฟลักซ์แสง

แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ (เครื่องกำเนิดไฟฟ้าโซลาร์เซลล์) เป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานของการแผ่รังสีแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง กระแสไฟฟ้าในแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์เกิดขึ้นจากกระบวนการที่เกิดขึ้นในโฟโตเซลล์เมื่อรังสีดวงอาทิตย์กระทบพวกมัน เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือเซลล์ที่ขึ้นอยู่กับการกระตุ้นของ EMF ที่ขอบเขตระหว่างตัวนำกับเซมิคอนดักเตอร์ที่ไวต่อแสง (เช่น ซิลิคอน) หรือระหว่างตัวนำที่แตกต่างกัน กำลังของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ถึง 100 kW ประสิทธิภาพคือ 10-20%

เอฟเฟกต์ภาพถ่ายวาล์ว

เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคในชั้นปิดกั้น - เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า แรงเคลื่อนไฟฟ้า(แรงดันไฟฟฉา) ในระบบที่ประกอบดฉวยสองจุดสัมผัส PP หรือ PP และโลหะที่แตกตจางกัน การปฏิบัติที่ยิ่งใหญ่ที่สุด ที่น่าสนใจคือ F.v. ในการเปลี่ยนแปลงของ p-i และ ทางแยกที่แตกต่างกันเอฟ.วี. ใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าใน PP โฟโตไดโอด, โฟโต้ทรานซิสเตอร์ฯลฯ

. 2004 .

ดูว่า "VALVE PHOTO EFFECT" ในพจนานุกรมอื่นๆ คืออะไร:

กลศาสตร์ควอนตัม ... วิกิพีเดีย

การกระจายตัวของอิเล็กตรอนตามพลังงาน สถานะใน PP ที่เป็นของแข็งและของเหลวและไดอิเล็กทริกที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของแม่เหล็กไฟฟ้า รังสี เอฟ.วี. ตามกฎแล้วจะถูกตรวจพบโดยการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของพาหะในปัจจุบันในตัวกลาง เช่น โดยการปรากฏตัวของ... พจนานุกรมโพลีเทคนิคสารานุกรมขนาดใหญ่

เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคของวาล์ว- เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคภายในซึ่งเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้า [รวบรวมคำศัพท์ที่แนะนำ ฉบับที่ 79 เลนส์กายภาพ สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งสหภาพโซเวียต คณะกรรมการคำศัพท์ทางวิทยาศาสตร์และเทคนิค 1970] หัวข้อ: ทัศนศาสตร์ทางกายภาพ การเปลี่ยนแปลงเงื่อนไขทั่วไป... ... คู่มือนักแปลด้านเทคนิค

PHOTO EFFECT กลุ่มของปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยอิเล็กตรอนของวัตถุที่เป็นของแข็งจากพันธะภายในอะตอมภายใต้อิทธิพลของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า มี 1) ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริคภายนอก หรือการแผ่รังสีโฟโตอิเล็กตรอน การแผ่อิเล็กตรอนออกจากพื้นผิว... ... สารานุกรมสมัยใหม่

ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยอิเล็กตรอนออกจากของแข็ง (หรือของเหลว) ภายใต้อิทธิพลของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า มี:..1) ผลตาแมวภายนอก, การปล่อยอิเล็กตรอนภายใต้อิทธิพลของแสง (การปล่อยโฟโตอิเล็กตรอน), ? รังสี เป็นต้น;..2)… … พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่

เอฟเฟกต์ภาพถ่าย- (1) การสร้างวาล์วของแรงเคลื่อนไฟฟ้า (photoEMF) ระหว่างสารกึ่งตัวนำที่ไม่เหมือนกันสองตัวหรือระหว่างสารกึ่งตัวนำกับโลหะภายใต้อิทธิพลของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (2) F. การแผ่รังสีโฟโตอิเล็กตรอนจากภายนอก (การปล่อยโฟโตอิเล็กตรอน) ด้วย ... สารานุกรมโพลีเทคนิคขนาดใหญ่

ก; ม.ฟิส. การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของสารภายใต้อิทธิพลของพลังงานแสง เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค * * * เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคเป็นปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยอิเล็กตรอนจากของแข็ง (หรือของเหลว) ภายใต้อิทธิพลของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า แยกแยะ:... ... พจนานุกรมสารานุกรม

เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคของวาล์ว

ผลกระทบของโฟโตอิเล็กทริกของชั้นกั้น- užtvarinis fotoefektas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. โฟโตเอฟเฟกต์ชั้นกั้น; เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคของชั้นกั้น เอฟเฟกต์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ vok Sperrschichtphotoeffekt, m rus. เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคเกต, m; ผลกระทบจากเซลล์แสงอาทิตย์, m;… … Fizikos terminų žodynas

ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยอิเล็กตรอนของทีวี ร่างกาย (หรือของเหลว) ภายใต้อิทธิพลของไฟฟ้า แม็ก รังสี พวกเขาแยกแยะ: ต่อ Ph. การปล่อยอิเล็กตรอนภายใต้อิทธิพลของแสง (การปล่อยโฟโตอิเล็กตรอน) การแผ่รังสี ฯลฯ ภายใน เอฟ เพิ่มขึ้น...... วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ. พจนานุกรมสารานุกรม

การบรรยายครั้งที่ 10 เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค เอฟเฟกต์คอมป์ตัน สเปกตรัมเส้นตรงของอะตอม สมมุติฐานของบอร์

จากความครอบคลุมของหน่วยประชากร จะแยกความแตกต่างระหว่างการสังเกตแบบต่อเนื่องและไม่ต่อเนื่อง

ตามลำดับการรวบรวมจะแยกแยะเอกสารหลักและเอกสารสรุป

เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคภายใน- เกิดจากรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า การเปลี่ยนผ่านของอิเล็กตรอนภายในเซมิคอนดักเตอร์หรืออิเล็กทริกจากสถานะที่ถูกผูกไว้ไปสู่สถานะอิสระโดยไม่ต้องบินออกไป เป็นผลให้ความเข้มข้นของพาหะในปัจจุบันในร่างกายเพิ่มขึ้นซึ่งนำไปสู่การเกิดโฟโตคอนดักเตอร์ - การเพิ่มขึ้นของการนำไฟฟ้าของเซมิคอนดักเตอร์หรืออิเล็กทริกเมื่อส่องสว่าง

โฟโตเอฟเฟกต์วาล์ว (โฟโตเอฟเฟกต์ภายในประเภทหนึ่ง)

1. การเกิดขึ้นของ EMF (photo-EMF) เมื่อส่องสว่างหน้าสัมผัสของเซมิคอนดักเตอร์หรือเซมิคอนดักเตอร์สองตัวที่แตกต่างกันและโลหะ (ในกรณีที่ไม่มีสนามไฟฟ้าภายนอก) เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคเกตใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง

เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคภายนอก (การปล่อยโฟโตอิเล็กตรอน)คือการปล่อยอิเล็กตรอนโดยสสารภายใต้อิทธิพลของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า

โครงการศึกษาผลของโฟโตอิเล็กทริคภายนอก. อิเล็กโทรดสองตัว (แคโทด K จากโลหะที่อยู่ระหว่างการศึกษาและแอโนด ก) ในหลอดสุญญากาศเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่เพื่อให้คุณสามารถเปลี่ยนได้ไม่เพียงแต่ค่าเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสัญญาณของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ด้วย กระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเมื่อแคโทดส่องสว่างด้วยแสงสีเดียว (ผ่านหน้าต่างควอทซ์) วัดโดยมิลลิแอมมิเตอร์ที่เชื่อมต่อกับวงจร การพึ่งพาอาศัยแสง ฉันเกิดจากการไหลของอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากแคโทดภายใต้อิทธิพลของแสงจากแรงดันไฟฟ้า ยูระหว่างแคโทดและแอโนดเรียกว่าลักษณะแรงดันกระแสของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค

เมื่อ U เพิ่มขึ้น โฟโตกระแสจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นจนกระทั่งถึงความอิ่มตัว มูลค่าปัจจุบันสูงสุด ฉันเรา - โฟโตปัจจุบันอิ่มตัว - ถูกกำหนดโดยค่านี้ ยู,โดยที่อิเล็กตรอนทั้งหมดที่ปล่อยออกมาจากแคโทดจะไปถึงขั้วบวก: ฉันเรา= ห้องน้ำในตัว, ที่ไหน n- จำนวนอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากแคโทดใน 1 วินาที เมื่อ U = O โฟโตปัจจุบันไม่ใช่

หายไปเนื่องจากโฟโตอิเล็กตรอนเมื่อออกจากแคโทดจะมีความเร็วเริ่มต้นที่แน่นอน เพื่อให้โฟโตกระแสกลายเป็นศูนย์ จำเป็นต้องใช้แรงดันไฟฟ้าหน่วง U 0 . ที่ U = U 0 ไม่มีอิเล็กตรอนตัวใดแม้แต่ตัวที่มีความเร็วเริ่มต้นสูงสุดเมื่อออกเดินทาง ก็สามารถเอาชนะสนามหน่วงและไปถึงขั้วบวกได้:

นั่นคือโดยการวัดแรงดันไฟฟ้าล่าช้า U 0 คุณสามารถกำหนดค่าความเร็วสูงสุด υ ได้ สูงสุดและพลังงานจลน์ K m ax ของโฟโตอิเล็กตรอน

45. กฎของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค

(1) กฎของสโตเลตอฟ: ที่ความถี่คงที่ของแสงตกกระทบ จำนวนโฟโตอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาโดยโฟโตแคโทดต่อหนึ่งหน่วยเวลาจะเป็นสัดส่วนกับความเข้มของแสง (ความแรงของโฟโตกระแสอิ่มตัวจะเป็นสัดส่วนกับความแรงของรังสี E e ของแคโทด)

(2) ความเร็วเริ่มต้นสูงสุด (พลังงานจลน์เริ่มต้นสูงสุด) ของโฟโตอิเล็กตรอนไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเข้มของแสงตกกระทบ แต่ถูกกำหนดโดยความถี่เท่านั้น ν

(3) สำหรับสารแต่ละชนิด มีขีดจำกัดสีแดงของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก - ความถี่ต่ำสุดของแสง (ขึ้นอยู่กับลักษณะทางเคมีของสารและสถานะของพื้นผิว) ซึ่งต่ำกว่านั้นซึ่งเป็นไปไม่ได้ที่จะเกิดเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก

เพื่ออธิบายกลไกของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก ไอน์สไตน์แนะนำว่าแสงที่มีความถี่ ν ไม่เพียงแต่ปล่อยออกมาจากควอนตัมแต่ละตัวเท่านั้น (ตามสมมติฐานของพลังค์) แต่ยังแพร่กระจายในอวกาศด้วยและถูกดูดกลืนโดยสสารในแต่ละส่วน (ควอนตัม) ซึ่งเป็นพลังงานของ ซึ่งก็คือ ε 0 = ชม.ν.

ควอนตัมของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากับการแพร่กระจายของแสงในสุญญากาศเรียกว่าโฟตอน

พลังงานของโฟตอนตกกระทบถูกใช้ไปกับอิเล็กตรอนที่ทำงานที่ทางออก A จากโลหะ (ดูหน้า 3-31) และในการให้พลังงานจลน์แก่โฟโตอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมา สมการของไอน์สไตน์สำหรับเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคภายนอก:

สมการนี้อธิบายการพึ่งพาพลังงานจลน์ของโฟโตอิเล็กตรอนกับความถี่ของแสงตกกระทบ (กฎข้อที่ 2) จำกัดความถี่

(หรือ ) ซึ่งจลน์ศาสตร์

พลังงานของโฟโตอิเล็กตรอนจะกลายเป็นศูนย์ และมีขีดจำกัดสีแดงของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค (กฎข้อที่ 3) การเขียนสมการไอน์สไตน์อีกรูปแบบหนึ่ง

รูปนี้แสดงการพึ่งพาพลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนกับความถี่ของการฉายรังสีของอะลูมิเนียม สังกะสี และนิกเกิล เส้นตรงทั้งหมดขนานกัน และอนุพันธ์ d(eU 0)/dv ไม่ได้ขึ้นอยู่กับวัสดุแคโทด และเป็นตัวเลขเท่ากับค่าคงที่ของพลังค์ h ส่วนที่ถูกตัดออกบนแกนกำหนดจะมีค่าเท่ากับงาน กการปล่อยอิเล็กตรอนออกจากโลหะที่เกี่ยวข้อง

ผลกระทบของโฟโตเซลล์และโฟโตรีซีสเตอร์ (โฟโตรีซีสเตอร์) ในมิเตอร์วัดแสง ลักซ์เมตร และอุปกรณ์ควบคุมและอุปกรณ์อัตโนมัติสำหรับกระบวนการต่างๆ รีโมทคอนโทรล รวมถึงโฟโตมัลติพลายเออร์เซมิคอนดักเตอร์และแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์นั้นขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก

การมีอยู่ของโฟตอนแสดงให้เห็นในการทดลองของโบธ ฟอยล์โลหะบาง F ซึ่งตั้งอยู่ระหว่างเคาน์เตอร์ Sch สองเครื่อง ปล่อยรังสีเอกซ์ภายใต้อิทธิพลของการฉายรังสีอย่างหนัก หากพลังงานที่ปล่อยออกมามีการกระจายเท่าๆ กันในทุกทิศทาง ตามแนวคิดของคลื่น เครื่องนับทั้งสองจะต้องทำงานพร้อมกัน และเครื่องหมายซิงโครนัสที่มีเครื่องหมาย M จะปรากฏบนสายพานที่กำลังเคลื่อนที่ A ในความเป็นจริง ตำแหน่งของเครื่องหมายจะเป็น สุ่ม ด้วยเหตุนี้ ในการปล่อยก๊าซที่แยกจากกัน อนุภาคแสง (โฟตอน) จึงถือกำเนิดขึ้น โดยบินไปในทิศทางเดียวหรืออีกทิศทางหนึ่ง

46. ​​​​มวลและโมเมนตัมของโฟตอน ความสามัคคีของคุณสมบัติทางร่างกายและคลื่นของแสง

เมื่อใช้ความสัมพันธ์ เราจะได้การแสดงออกของพลังงาน มวล และโมเมนตัมของโฟตอน

ความสัมพันธ์เหล่านี้เชื่อมโยงคุณลักษณะควอนตัม (คอร์กล้ามเนื้อ) ของโฟตอน ซึ่งได้แก่ มวล โมเมนตัม และพลังงาน กับคุณลักษณะคลื่นของแสง ซึ่งเป็นความถี่ของมัน

แสงก็มีในเวลาเดียวกัน คลื่นคุณสมบัติที่ปรากฏในรูปแบบของการแพร่กระจาย การรบกวน การเลี้ยวเบน โพลาไรเซชัน และ กล้ามเนื้อซึ่งแสดงออกในกระบวนการปฏิสัมพันธ์ของแสงกับสสาร (การเปล่งแสง การดูดกลืน การกระเจิง)

47. ความกดดันเบา ๆ

ถ้าโฟตอนมีโมเมนตัม แสงที่ตกใส่วัตถุจะต้องสร้างแรงกดดันต่อมัน

ปล่อยให้ฟลักซ์ของการแผ่รังสีความถี่เอกรงค์ตกตั้งฉากกับพื้นผิว หากโฟตอน N ตกลงบนพื้นวัตถุ 1 m 2 ใน 1 วินาที ดังนั้นด้วยสัมประสิทธิ์การสะท้อน p ของแสง ρ จะถูกสะท้อนจากพื้นผิวของร่างกาย เอ็นโฟตอน และ (1-ρ) เอ็นโฟตอน - จะถูกดูดซึม โฟตอนที่ถูกดูดซับแต่ละตัวจะถ่ายโอนโมเมนตัมไปยังพื้นผิว พี γและโฟตอนที่สะท้อนแต่ละอันคือ -2 พี γ

แรงกดเบาบนพื้นผิวเท่ากับแรงกระตุ้นที่ส่งผ่าน

พื้นผิวในโฟตอน 1 วินาที

พลังงานส่องสว่างของพื้นผิว (พลังงานของโฟตอนทั้งหมดที่ตกกระทบบนพื้นผิวหนึ่งหน่วยต่อหนึ่งหน่วยเวลา) ปริมาตร

ความหนาแน่นของพลังงานรังสี: . จากที่นี่

ทฤษฎีคลื่นแสงซึ่งใช้สมการของแมกซ์เวลล์มีนิพจน์เดียวกัน ความกดดันของแสงในทฤษฎีคลื่นอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า อิเล็กตรอนในโลหะจะเคลื่อนที่ไปในทิศทาง (ระบุ ในภาพ) ตรงกันข้าม สนามแม่เหล็ก คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากระทำต่ออิเล็กตรอนที่กำลังเคลื่อนที่ด้วยแรงลอเรนซ์ในทิศทาง (ตามกฎมือซ้าย) ซึ่งตั้งฉากกับพื้นผิวของโลหะ ดังนั้นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจึงออกแรงกดบนพื้นผิวโลหะ

48. เอฟเฟกต์คอมป์ตัน

คุณสมบัติทางร่างกายของแสงแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนในเอฟเฟกต์คอมป์ตัน - การกระเจิงแบบยืดหยุ่นของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าคลื่นสั้น (รังสีเอกซ์และรังสี) บนอิเล็กตรอนอิสระ (หรือถูกผูกไว้อย่างอ่อน) ของสารพร้อมด้วยความยาวคลื่นที่เพิ่มขึ้น การเพิ่มขึ้นนี้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น แล ของเหตุการณ์

โฟโตเซลล์สุญญากาศ

ตาแมวสุญญากาศชนิดที่ง่ายที่สุดซึ่งการกระทำนั้นขึ้นอยู่กับเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกภายนอกแสดงในรูปที่ 6 มันเป็นภาชนะแก้วขนาดเล็กอพยพซึ่งครึ่งหนึ่งถูกเคลือบด้านในด้วยชั้นที่ละเอียดอ่อน ขึ้นอยู่กับพื้นที่สเปกตรัมที่ตาแมวตั้งใจจะใช้ชั้นต่างๆ: เงิน, โพแทสเซียม, ซีเซียม, พลวง - ซีเซียม ฯลฯ ชั้นนี้ทำหน้าที่เป็นแคโทด K โดยปกติแล้วขั้วบวกจะอยู่ในรูปของวงแหวน A ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นเกิดขึ้นระหว่างแคโทดและขั้วบวกโดยใช้แบตเตอรี่ ในกรณีที่ไม่มีแสงสว่าง จะไม่มีกระแสไฟฟ้าในวงจรตาแมว เมื่อแสงตกกระทบแคโทดในวงจร

กระแสเกิดขึ้น เพื่อเพิ่มความไวของตาแมว จึงเติมก๊าซเฉื่อยที่ความดันต่ำ

เอฟเฟกต์ภาพถ่ายวาล์ว

โฟโตเซลล์ที่ใช้เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกในชั้นปิดกั้น ซึ่งเรียกว่าเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกเกต จะแปลงพลังงานรังสีที่ตกกระทบบนพวกมันให้เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง จึงกลายเป็นเครื่องกำเนิดพลังงานไฟฟ้า แม้ว่าจะมีพลังงานต่ำมากก็ตาม ไม่จำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าภายนอก เช่น โฟโตเซลล์ที่มีเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคทั้งภายนอกและภายใน

การปรากฏตัวของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกเกตนั้นสังเกตได้ในระบบที่ประกอบด้วยอิเล็กตรอนและเซมิคอนดักเตอร์แบบรูที่สัมผัสกัน ในกรณีนี้ที่อินเทอร์เฟซของเซมิคอนดักเตอร์สองตัวที่แตกต่างกัน

กลไกการนำไฟฟ้าก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า ร-พีการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากการรุกร่วมกันของผู้ให้บริการหลัก สนามไฟฟ้าในชั้นนี้ถูกกำหนดทิศทางในลักษณะที่จะต่อต้านการเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติมผ่านชั้นของพาหะส่วนใหญ่ และส่งเสริมการเคลื่อนที่ของพาหะของชนกลุ่มน้อย (ดูรูปที่ 7) เป็นผลให้สมดุล I 0 = I n ถูกสร้างขึ้นและจะไม่มีกระแสไหลผ่านหน้าสัมผัส

เมื่อได้รับแสงสว่าง รในเซมิคอนดักเตอร์ อิเล็กตรอนและรูจะถูกปล่อยออกมาจากแสง เรือบรรทุกที่ได้รับการปลดปล่อยจะย้ายจากพื้นที่ที่พวกมันถูกสร้างขึ้นและมีอยู่ในปริมาณที่เพิ่มขึ้นไปยังที่ที่มีน้อย หากเว้นระยะห่างจากพื้นผิวที่ส่องสว่างถึง ร-พีมีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย อิเล็กตรอนทั้งหมดที่เกิดจากแสงจะเข้าไปอยู่ในนั้น ป-ภูมิภาค. ในทางกลับกัน หลุมจะเกิดความล่าช้าจากการสัมผัส

สนามและอยู่ ร-ภูมิภาค มีการสะสมของผู้ให้บริการหลักในปัจจุบัน ตอนนี้ฉัน 0 ไม่เท่ากับฉัน n นั่นคือ ผ่าน ร-พีการเปลี่ยนแปลงในทิศทางการปิดกระแสจะไหลซึ่งอยู่ที่แนวต้าน ร-พีการเปลี่ยนแปลงทำให้เกิดความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น โดยลดความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นจากการสัมผัส กระแสโฟโตปัจจุบันนี้เท่ากับ I f =en โดยที่ e คือประจุของอิเล็กตรอน n คือจำนวนอิเล็กตรอน (จำนวนคู่) ที่เกิดจากแสงในหนึ่งวินาที ควบคู่ไปกับการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของพาหะในปัจจุบัน สนามไฟฟ้าที่พวกมันสร้างขึ้นจะเพิ่มขึ้นซึ่งป้องกันไม่ให้พวกมันผ่านชั้นปิดกั้นต่อไป เมื่อถึงจุดหนึ่ง สมดุลไดนามิกก็เกิดขึ้น เช่น จำนวนพาหะกระแสไฟฟ้าส่วนน้อยที่เคลื่อนที่ผ่านชั้นกั้นจะเท่ากันในทิศทางหนึ่งและอีกทิศทางหนึ่ง และความต่างศักย์บางอย่างที่เรียกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นระหว่างอิเล็กโทรด

ลักษณะสำคัญของโฟโตเซลล์วาล์วที่กำลังศึกษาคือลักษณะเฉพาะของแรงดันไฟฟ้า แสง และสเปกตรัม

ลักษณะเฉพาะของแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันแสดงถึงการพึ่งพาโฟโตปัจจุบัน I Ф ที่สร้างขึ้นโดยโฟโตเซลล์ที่ส่องสว่างบนแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ U เมื่อเชื่อมต่อกับความต้านทานโหลดต่างๆ R (ดูรูปที่ 8) จุดตัดกันของคุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบันกับแกน abscissa ให้แรงเคลื่อนไฟฟ้าของตาแมวและด้วยแกนกำหนด - ขนาดของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร กระแสไฟฟ้าลัดวงจรเป็นสัดส่วนกับความแรงของแสงตกกระทบและแรงเคลื่อนไฟฟ้า จะมีแนวโน้มที่จะอิ่มตัวเมื่อแสงของตาแมวเปลี่ยนไป กระแสไฟฟ้าลัดวงจรมักจะกำหนดความไวของโฟโตเซลล์ มีความส่องสว่างแบบอินทิกรัลและแบบสเปกตรัม

ความไวรวมของตาแมว g u คืออัตราส่วนของโฟโตปัจจุบันลัดวงจร I ต่อฟลักซ์การส่องสว่างที่ตกกระทบของแสงสีขาว Ф:

ความไวสเปกตรัมคืออัตราส่วนของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร I ต่อฟลักซ์การส่องสว่างของรังสีเอกรงค์ F l ที่มีความยาวคลื่น l:

วาล์วแรงดันกระแสสุญญากาศตาแมว

เป็นลักษณะเฉพาะที่ความไวขึ้นอยู่กับองค์ประกอบสเปกตรัมของรังสีอย่างมาก

ลักษณะทางสเปกตรัมแสดงถึงการขึ้นต่อกันของความแรงของกระแสโฟโตปัจจุบันต่อหน่วยพลังงานกับความยาวคลื่นของแสงที่ตกกระทบ ในกรณีส่วนใหญ่ คุณลักษณะสเปกตรัมจะมีค่าสูงสุดที่เด่นชัดหนึ่งค่า (ดูรูปที่ 9) ลักษณะสเปกตรัมที่ใกล้เคียงที่สุดกับดวงตามนุษย์คือโฟโตเซลล์ซีลีเนียม ซึ่งมีความยาวคลื่นสูงสุด 0.59 ไมครอน

ลักษณะแสงของโฟโตเซลล์วาล์วแสดงถึงความขึ้นอยู่กับความแรงของกระแสโฟโตปัจจุบัน (หรือแรงโฟโตอิเล็กโทรโมทีฟ) กับขนาดของฟลักซ์แสงที่ตกกระทบ F การขึ้นต่อกันเหล่านี้เบี่ยงเบนไปจากความเป็นเส้นตรง ยิ่งเห็นได้ชัดเจนมากเท่าใด ความต้านทานของวงจรภายนอกก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้น จากรูปที่ 10 เป็นที่ชัดเจนว่าเมื่อความเข้มของฟลักซ์แสงเพิ่มขึ้น ค่าของโฟโตโวลเตจจะเพิ่มขึ้น จนไปถึงความอิ่มตัวที่ความสว่างสูง

โครงสร้างของโฟโตเซลล์เกตจะแสดงเป็นแผนผังในรูปที่ 11 ซีลีเนียมแบบผลึก (ชั้นที่ 3) ซึ่งประกอบขึ้นเป็นชั้นเซมิคอนดักเตอร์หลักในโฟโตเซลล์ซีลีเนียม มีค่าการนำไฟฟ้าของรู ชั้นโลหะโปร่งแสงถูกทาลงไป (ชั้นที่ 1) ซึ่งอะตอมของอะตอมจะกระจายไปเป็นซีลีเนียม ดังนั้นซีลีเนียมที่อยู่บริเวณใกล้พื้นผิวจึงได้รับค่าการนำไฟฟ้าทางอิเล็กทรอนิกส์ (ชั้นที่ 2) แสงที่ผ่านชั้นโลหะโปร่งแสงชั้นที่ 1 และชั้นปิดกั้นบาง ๆ ที่ 2 จะเข้าสู่เซมิคอนดักเตอร์หลัก 3 แต่ไม่ได้เจาะลึกเนื่องจากการดูดซับ โฟโตโวลเตจที่ได้จะถูกลบออกจากอิเล็กโทรดโลหะ 1 และ 4

เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก (ทั้งภายนอกและภายใน) ใช้ในอุปกรณ์โฟโตอิเล็กทรอนิกส์ (โฟโตเซลล์, โฟโตไดโอด, โฟโตรีซิสเตอร์, โฟโตมัลติพลายเออร์) ซึ่งได้รับการใช้งานที่หลากหลายในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ในโทรทัศน์, เทคโนโลยีอวกาศ)