2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2  След.
 
 Помогите разобраться с работой фотоэлементов
Сообщение21.12.2015, 19:40 
Аватара пользователя


19/09/13
113
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?

 Профиль  
                  
 
 Re: Помогите разобраться с работой фотоэлементов
Сообщение21.12.2015, 19:45 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
Встречный вопрос: Вы видели работающий фотоэлемент, не входящий в замкнутую электрическую цепь?

 Профиль  
                  
 
 Re: Помогите разобраться с работой фотоэлементов
Сообщение21.12.2015, 20:07 
Аватара пользователя


19/09/13
113
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?

 Профиль  
                  
 
 Re: Помогите разобраться с работой фотоэлементов
Сообщение21.12.2015, 21:17 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
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. :D
Yustas в сообщении #1084492 писал(а):
Не подскажете, чем описывается этот процесс?
Какой именно? Процесс протекания тока в цепи?

 Профиль  
                  
 
 Re: Помогите разобраться с работой фотоэлементов
Сообщение22.12.2015, 17:23 
Аватара пользователя


19/09/13
113
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? :P

 Профиль  
                  
 
 Re: Помогите разобраться с работой фотоэлементов
Сообщение22.12.2015, 17:35 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
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. :-)

 Профиль  
                  
 
 Re: Помогите разобраться с работой фотоэлементов
Сообщение22.12.2015, 19:10 
Аватара пользователя


19/09/13
113
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

 Профиль  
                  
 
 Re: Помогите разобраться с работой фотоэлементов
Сообщение22.12.2015, 19:39 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
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. :D

 Профиль  
                  
 
 Re: Помогите разобраться с работой фотоэлементов
Сообщение22.12.2015, 19:52 
Аватара пользователя


19/09/13
113
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?

 Профиль  
                  
 
 Re: Помогите разобраться с работой фотоэлементов
Сообщение22.12.2015, 20:12 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Помогите разобраться с работой фотоэлементов
Сообщение22.12.2015, 22:10 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Помогите разобраться с работой фотоэлементов
Сообщение23.12.2015, 10:57 
Аватара пользователя


19/09/13
113
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Помогите разобраться с работой фотоэлементов
Сообщение23.12.2015, 11:18 
Заслуженный участник


27/04/09
28128
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Помогите разобраться с работой фотоэлементов
Сообщение23.12.2015, 11:35 
Заслуженный участник


29/11/11
4390
Если потерянные электроны не компенсируются их приходом из внешней цепи, то нарастает положительный потенциал, увеличивающий работу выхода и они теряться прекращают

 Профиль  
                  
 
 Re: Помогите разобраться с работой фотоэлементов
Сообщение23.12.2015, 12:23 
Аватара пользователя


19/09/13
113
arseniiv в сообщении #1084951 писал(а):
потому что фотоэлемент теперь их притягивает


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

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 22 ]  На страницу 1, 2  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group