Ero valokenno- ja aurinkosähkötehosteiden välillä

Valosähkövaikutus vs. aurinkosähkötehosteet
 

Tavat, joilla elektronit säteilevät valokenno- ja aurinkosähkötehosteessa, luovat eron niiden välillä. Etuliite 'valokuva' näissä kahdessa ilmaisussa viittaa siihen, että molemmat nämä prosessit tapahtuvat valon vuorovaikutuksen takia. Itse asiassa niihin liittyy elektronien päästö valon energian absorptiolla. Ne eroavat kuitenkin määritelmästään, koska etenemisvaiheet ovat erilaisia. Tärkein ero näiden kahden prosessin välillä on se, että valosähkötehosteessa elektronit emittoidaan avaruuteen, kun taas aurinkosähkövaikutuksessa emittoidut elektronit tulevat suoraan uuteen materiaaliin. Keskustelemme siitä yksityiskohtaisesti täällä.

Mikä on valosähkötehoste?

Se oli Albert Einstein joka ehdotti tätä ajatusta vuonna 1905 kokeellisten tietojen avulla. Hän selitti myös teoriansa valon hiukkasluonteesta vahvistamalla aaltohiukkasten kaksinaisuuden olemassaolon kaikille aine- ja säteilymuodoille. Valosähköisiä vaikutuksia koskevassa kokeilussaan hän selittää, että kun valoa painetaan metalliin jonkin aikaa, metalliatomien vapaat elektronit voivat absorboida valon energiaa ja tulla ulos pinnasta, joka säteilee itseään avaruuteen. Jotta tämä tapahtuisi, valon on kuljettava tietyn kynnysarvon yläpuolella olevaa energiatasoa. Tätä kynnysarvoa kutsutaan myös 'työtoiminto'vastaavan metallin. Ja tämä on minimi energia, joka tarvitaan elektronin poistamiseksi sen kuoresta. Lisäenergia muunnetaan elektronin kineettiseksi energiaksi, joka antaa sen liikkua vapaasti vapautumisen jälkeen. Jos kuitenkin tarjotaan vain työfunktiota vastaava energia, emittoituneet elektronit pysyvät metallin pinnalla, eivätkä ne pääse liikkumaan kineettisen energian puutteen vuoksi.

Jotta valo siirtäisi energiansa materiaalista alkuperää olevaan elektroniin, ajatellaan, että valon energia ei itse asiassa ole jatkuvaa kuin aalto, vaan se tulee erillisissä energiapaketeissa, jotka tunnetaan nimellä 'Quanta.'Siksi valo on mahdollista siirtää jokainen energiamäärä yksittäisiin elektroneihin, jolloin ne ajavat ulos kuorestaan. Lisäksi, kun metalli kiinnitetään katodina tyhjöputkeen, jossa vastaanottava anodi on vastakkaisella puolella ulkoisella virtapiirillä, katodista työstettäviä elektroneja houkuttelee anodi, jota pidetään positiivisella jännitteellä ja siksi, tyhjiössä siirretään virtaa, joka täydentää piirin. Tämä oli perusta Albert Einsteinin havainnoille, jotka voittivat hänelle Nobel-palkinnon vuonna 1921 fysiikalle.

Mikä on aurinkosähkötehoste?

Ranskan fyysikko havaitsi tämän ilmiön ensimmäistä kertaa A. E. Becquerel vuonna 1839, kun hän yritti tuottaa virtaa kahden platina- ja kultalevyn väliin, upotettuna liuokseen ja joka oli altistettu valolle. Tässä tapahtuu se, että metallin valenssikaistalla olevat elektronit absorboivat energiaa valosta ja herätessä hyppäävät johtamiskaistaan ​​ja siten vapautuvat liikkumaan. Näitä kiihtyneitä elektroneja kiihdytetään sitten sisäänrakennetulla liitospotentiaalilla (Galvani-potentiaali) niin, että ne voivat kulkea suoraan materiaalista toiseen, toisin kuin tyhjiötilan ylittämisessä, kuten fotoelektrisen tehon tapauksessa, mikä on vaikeampaa. Aurinkokennot toimivat tällä konseptilla.

Mitä eroa on valosähkötehosteen ja valosähkötehosteen välillä??

• Valosähkötehosteessa elektronit lähetetään tyhjiötilaan, kun taas aurinkoenergiavaikutuksessa elektronit tulevat suoraan toiseen materiaaliin säteilyn päätyttyä.

• Valosähköinen vaikutus havaitaan kahden metallin välillä, jotka ovat liitetty toisiinsa liuoksessa, mutta fotoelektrinen vaikutus tapahtuu katodisädeputkessa, jossa on katodi ja ulkoisen piirin kautta kytketty anodi..

• Valosähkötehosteen esiintyminen on vaikeampaa kuin aurinkosähkötehoste.

• emittoituneiden elektronien kinetiikalla on suuri rooli valosähköisen vaikutuksen tuottamassa virrassa, kun taas se ei ole niin tärkeä valosähkötehosteen tapauksessa.

• Valosähkötehosteen kautta emittoidut elektronit työnnetään ristikkopotentiaalin läpi päinvastoin kuin fotoelektrinen vaikutus, jossa liittymispotentiaalia ei ole.

Kuvat kohteliaisuus:

1. Feitschergin valosähkövaikutus (CC BY-SA 3.0)
2. Kaaviokuva Ncouniotin aurinkosähkövaikutuksesta (CC BY-SA 3.0)