Img00169

173

Zasada pracy ogniw fotoelektrycznych polega na zdolności złącza p-n rozdzielania par ładunków elektron-dziura generowanych przez fotony. Swobodne nośniki ładunków dyfundują z obszarów, w których powstały do obszarów o ich mniejszej koncentracji. W złączu p-n, wskutek działania pola elektrycznego wywołanego obecnością bariery potencjału, elektrony dyfundujące z obszaru n są z powrotem do niego odpychane, natomiast dziury — „przyciągane”. Odwrotne zjawisko zachodzi przy dyfuzji z obszaru p. Przez barierę przechodzą jedynie nośniki tych ładunków, które w obszarach gdzie powstają są nośnikami mniejszościowymi — jest to równoważne z przepływem prądu wstecznego. Skutkiem jest gromadzenie się elektronów w półprzewodniku typu n i ładowanie go ujemnie, a dziur w półprzewodniku typu p i ładowanie go dodatnio. Rozdzielenie ładunków w złączu powoduje więc powstanie na nim zewnętrznego napięcia elektrycznego, zwanego — przy rozwartym obwodzie zewnętrznym — siłą fotoelektryczną ogniwa.

Rys. 3.29-1. Oświetlone złącza p-n w różnych warunkach eksploatacyjnych: a) dioda półprzewodnikowa; b) fotodioda; c) ogniwo fotoelektrycznc

Ogniwa fotoelektryczne selenowe stosowane są na przykład w przyrządach do pomiaru natężenia oświetlenia, tzw. luksomicrzach.

Ogniwa słoneczne

3.30. Ogniwami słonecznymi nazwano ogniwa fotoelektryczne, w których źródłem promieniowania jest promieniowanie słoneczne.

Najpowszechniej używanym materiałem w budowie ogniw słonecznych jest krzem. Konstrukcja ogniw słonecznych jest identyczna z pokazaną na rys. 3.24-1 konstrukcją