Помогите разобраться с работой фотоэлементов

[Yustas]

Помогите понять:
При внешнем фотоэффекте происходит испускание электронов веществом под действием электромагнитного излучения.
Не будем рассматривать, что при взаимодействии с веществом фотон целиком передает всю свою энергию одному электрону. Что часть этой энергии электрон может рассеять при столкновениях с атомами вещества. Кроме того, часть энергии электрона затрачивается на преодоление потенциального барьера на границе металл–вакуум.
Вопрос в последствиях:
фотон выбил из атома вещества электрон, возникает квантовая ионизация атомов.
Надежность работы промышленных фотоэлементов - не менее 50 лет.

Вопрос №1 - 50 лет (и более) - свет выбивает и выбивает электроны из поверхностного слоя фотоэлемента, а они (электроны) - все не заканчиваются и не заканчиваются?

Вопрос №2 - через несколько лет работы, весь поверхностный слой (по идее) состоит из ионизированного вещества. Ионы атомов вещества [фотоэлемента] не захватывают (тут же) свободные электроны выбитые светом из еще не ионизированных атомов?

[Pphantom]

Встречный вопрос: Вы видели работающий фотоэлемент, не входящий в замкнутую электрическую цепь?

[Yustas]

Pphantom в сообщении #1084486 писал(а):

Встречный вопрос: Вы видели работающий фотоэлемент, не входящий в замкнутую электрическую цепь?

Вы хотите сказать, что [учитывая, что цепь замкнута] грубо говоря, с одного конца цепи электроны выходят, а с другого заполняются?
Не подскажете, чем описывается этот процесс?

[Pphantom]

Yustas в сообщении #1084492 писал(а):

Вы хотите сказать, что [учитывая, что цепь замкнута] грубо говоря, с одного конца цепи электроны выходят, а с другого заполняются?

Грубо говоря, да.

Yustas в сообщении #1084492 писал(а):

Не подскажете, чем описывается этот процесс?

Какой именно? Процесс протекания тока в цепи?

[Yustas]

Pphantom в сообщении #1084525 писал(а):

Какой именно? Процесс протекания тока в цепи?[/quote]

Нет. Процесс заполнения электронами кристаллической решетки вещества фотоэлемента.
В 1921г. товарищ Эйнштейн получил Нобелевскую премию за объяснение сущности фотоэффекта - энергия фотона расходуется на ионизацию атома вещества и на работу, необходимую для «вырывания» электрона, а остаток переходит в кинетическую энергию электрона.
Заполнение электронами кристаллической решетки вещества фотоэлемента (с другой стороны) - это тема для еще одной нобелевской работы. Вам не кажется?

[Pphantom]

Yustas в сообщении #1084763 писал(а):

Заполнение электронами кристаллической решетки вещества фотоэлемента (с другой стороны) - это тема для еще одной нобелевской работы. Вам не кажется?

Да поздно как-то. Зонной теории в следующем году 90 лет исполнится, и Нобелевских премий за нее и ее развитие уже выдано несколько, если не ошибаюсь.

P.S. Вы лучше удалите мою цитату полностью, а потом скопируйте в сообщение результат нажатия кнопки "Вставка" - тоже полностью. Редактирование методом малых приближений у Вас, похоже, не сойдется.

[Yustas]

Pphantom в сообщении #1084765 писал(а):

Зонной теории в следующем году 90 лет исполнится

ну... мне кажется, что не все так просто.... генерация и рекомбинация носителей заряда это хорошо... но:
1) В состоянии термодинамического равновесия процессы генерации и рекомбинации носителей заряда взаимно уравновешены. Имеет место равновесная концентрации электронов и дырок. При воздействии на вещество фотоэлемента внешнего энергетического фактора (света), из-за генерации новых носителей заряда, нарушится равновесная концентрация - а именно будет иметь место избыточная концентрация электронов (из-за чего, мы и наблюдаем ЭДС, не?). Т.е. пока фотоэлемент работает - происходит таки ионизация вещества, не?
2) В нерабочем состоянии фотоэлемента - цепь разомкнута, поступления избыточных электронов ждать не приходится.
Нет, ну дрейф и диффузия заряда как-то происходит... фотоэлементы "по факту" работают.
Но почему? :))

P.S. Спасибо за совет, предложенный Вами метод имеет наибольшую скорость сходимости

[Pphantom]

Yustas в сообщении #1084791 писал(а):

1) В состоянии термодинамического равновесия процессы генерации и рекомбинации носителей заряда взаимно уравновешены. Имеет место равновесная концентрации электронов и дырок. При воздействии на вещество фотоэлемента внешнего энергетического фактора
(света) из-за генерации новых носителей заряда их будет превышать равновесную
концентрацию - а именно избыточную концентрацию электронов (из-за чего, мы и наблюдаем ЭДС, не?). Т.е. пока фотоэлемент работает - происходит таки ионизация вещества, не?

Так ведь никто не сказал, что равновесное и стационарное состояния - это одно и то же. На переходных стадиях, конечно, что-то выловить можно, но они быстро заканчиваются. Так что не очень понятно, что Вам непонятно.

[Yustas]

Pphantom в сообщении #1084795 писал(а):

не очень понятно, что Вам непонятно

Не понятен механизм рекомбинации образовавшихся дырок в веществе фотоэлемента.
Механизм генерации (источник и энергия) для генерации - видны и понятны.
Механизм рекомбинации (источник и причина) - не понятен.
Что почитать?

[Pphantom]

В сети, пожалуй, не знаю. А так - есть хорошая, хотя и уже довольно старая книжка Эклза "Детекторы слабого излучения в астрономии", насколько я помню, там это подробно разбирается.

[Munin]

Yustas в сообщении #1084797 писал(а):

Не понятен механизм рекомбинации образовавшихся дырок в веществе фотоэлемента.

Ходят-ходят они по решётке, и натыкаются на электрон. И радостно сваливаются друг в друга. Кажется, при этом энергия уходит в фонон, хотя я не уверен.

[Yustas]

Munin в сообщении #1084831 писал(а):

Ходят-ходят они по решётке, и натыкаются на электрон

Спасибо, очень обстоятельно.
Правда, про цветность кварков - слышал, про радостность электронов - не приходилось.

[arseniiv]

Yustas
Вы ерундой страдаете, похоже; претензии какие-то не по существу. На это намекает ваш вопрос о том, что будет при разомкнутой цепи. Даже если вы не пустите фотоэлектрон обратно, на его место найдутся другие желающие, потому что фотоэлемент теперь их притягивает. И когда-нибудь они доберутся. Что будет внутри фотоэлемента, тоже уже сказали.

[rustot]

Если потерянные электроны не компенсируются их приходом из внешней цепи, то нарастает положительный потенциал, увеличивающий работу выхода и они теряться прекращают

[Yustas]

arseniiv в сообщении #1084951 писал(а):

потому что фотоэлемент теперь их притягивает

"Притягивает" говорите? Да, это весьма исчерпывающе.
... притягивает.... притягивает... - надо запомнить.