Фотоэлемент

Фотоэлемент — электрондар ағыны немесе электр тогы жарық арқылы басқарылатын электрондық прибор.
Оның жұмыс принципі металдан (калий, барий) немесе жартылай өткізгіштен жасалған электродтың (фотокатод) бетіне электрмагниттік сәуле түсіргенде фотоэффект құбылысының пайда болуына негізделген.

Фотоэлементтің сыртқы фотоэффект және ішкі фотоэффект құбылыстарына негізделіп жасалған түрлері бар. Сыртқы фотоэффектіге негізделген фотоэлементте (электрвакуумды фотоэлемент) жарық әсерінен электрондар шығаратын фотокатод пен электрондарды жинағыш анод вакуум немесе газ толтырылған баллонға орнатылады.

Фотосезгіш қабат шыны баллонның ішкі бетіне немесе баллон ішіне орнатылған металл пластинканың бетіне жалатылады. Түсетін жарық ағынының (фотондардың) әсерінен катодта фотоэлектрондық эмиссия (электрондардың ұшып шығу құбылысы) пайда болады. Сөйтіп, электрондар ток көзінің оң полюсіне жалғанған анодқа қарай қозғалады да, тізбек тұйықталады. Газбен толтырылған баллонда орнатылған фотоэлементтегі фототок шамасы вакуум баллондағы фотоэлементтегімен салыстырғанда 10 еседей артық болады. Мұндай фотоэлементтер пайдаланылған фотокатодтың түріне, колбаның оптикалық қасиетіне, газдың бар-жоқтығына және оның тегіне (аргон, неон т.б.), сондай-ақ жасалу ерекшеліктеріне қарай бөлінеді.

Ішкі фотоэффектіге негізделген Фотоэлементке (вентильді фотоэлемент, жартылай өткізгішті фотоэлемент, жаппалы қабатты фотоэлемент) сырттан түсірілген жарық энергиясы жартылай өткізгіш приборда тікелей электр энергиясына түрленеді. Мұндай фотоэлемент алу үшіп жартылай өткізгіш материалда р–п ауысу қабаты жасалады. Бұл қабаттың екі жағындағы электродтарға (кемтіктік және электрондық) контактілік сымдар жалғанады. Сөйтіп, ол жарық түсетін саңылауы бар қорапқа салынады. Түсетін жарықтың әсерінен жартылай өткізгіш материалда қозғалмалы заряд тасығыштар (электрондар мен кемтіктер) пайда болады да материалдың электр өткізгіштігі артады. Фотоэлементті жүктемемен қосқанда, фототок шамасы сыртқы кедергіге (Rж) тәуелді болады. Жартылай өткізгішті кремний кристалынан жасалған фотоэлементтер (п. ә. коэфф. 15%-ға жуық) ғарыштық ұшу аппараттарының қоректендіру көзі (қ. Күн батареясы, Фотоэлектрлік генератор) ретінде, радиация құбылыстарды зерттеуде, т.б. пайдаланылады.