Фотоэлектрические преобразователи энергии — страница 2

в сло­ях 2 и 3 по­яв­ле­ние не­ос­нов­ных но­си­те­лей за­ря­дов, зна­ки ко­то­рых про­ти­во­по­лож­ны зна­кам ос­нов­ных но­си­те­лей р- и п-об­лас­тях. Под влия­ни­ем элек­тро­ста­ти­че­ско­го при­тя­же­ния раз­но­имен­ные сво­бод­ные ос­нов­ные но­си­те­ли диф­фун­ди­ру­ют че­рез гра­ни­цу со­при­кос­но­ве­ния об­лас­тей и об­ра­зу­ют вбли­зи нее р-п ге­те­ро­пе­ре­ход с на­пря­жен­но­стью элек­три­че­ско­го

по­ля ЕК , кон­такт­ной раз­но­стью по­тен­циа­лов UK = SEK и по­тен­ци­аль­ным энер­ге­ти­че­ским барь­е­ром WK=eUK для ос­нов­ных но­си­те­лей, имею­щих за­ряд е. На­пря­жен­ность по­ля EK пре­пят­ст­ву­ет их диф­фу­зии за пре­де­лы по­гра­нич­но­го слоя ши­ри­ной S . На­пря­же­ние за­ви­сит от тем­пе­ра­ту­ры Т, кон­цен­тра­ций ды­рок или элек­тро­нов в p- и n-об­лас­тях за­ря­да элек­тро­на е и по­сто­ян­ной Больц­ма­на k. для

не­ос­нов­ных но­си­те­лей EK - дви­жу­щее по­ле. Оно обу­слов­ли­ва­ет пе­ре­ме­ще­ние дрей­фую­щих элек­тро­нов из об­лас­ти р в об­ласть п, а ды­рок - из об­лас­ти п в об­ласть р. Об­ласть п при­об­ре­та­ет от­ри­ца­тель­ный за­ряд, а об­ласть р- по­ло­жи­тель­ный, что эк­ви­ва­лент­но при­ло­же­нию к р-п пе­ре­хо­ду внеш­не­го элек­три­че­ско­го по­ля с на­пря­жен­но­стью EВШ, встреч­но­го с EK. По­ле с на­пря­жен­но­стью

EВШ - за­пи­раю­щее для не­ос­нов­ных и дви­жу­щее для ос­нов­ных но­си­те­лей. Ди­на­ми­че­ское рав­но­ве­сие по­то­ка но­си­те­лей че­рез р-п пе­ре­ход пе­ре­во­дит к ус­та­нов­ле­нию на элек­тро­дах 1 и 4 раз­но­сти по­тен­циа­лов U0 - ЭДС хо­ло­сто­го хо­да ФЭ. Эти яв­ле­ния мо­гут про­ис­хо­дить да­же при от­сут­ст­вии ос­ве­ще­ния р-п пе­ре­хо­да. Пусть ФЭ об­лу­ча­ет­ся по­то­ком све­то­вых кван­тов (фо­то­нов),

ко­то­рые стал­ки­ва­ют­ся со свя­зан­ны­ми (ва­лент­ны­ми) элек­тро­на­ми кри­стал­ла с энер­ге­ти­че­ски­ми уров­ня­ми W. Ес­ли энер­гия фо­то­на Wф=hv (v -час­то­та вол­ны све­та, h - по­сто­ян­ная План­ка) боль­ше W, элек­трон по­ки­да­ет уро­вень и по­ро­ж­да­ет здесь дыр­ку; р-п пе­ре­ход раз­де­ля­ет па­ры элек­трон - дыр­ка, и ЭДС U0 уве­ли­чи­ва­ет­ся. Ес­ли под­клю­чить со­про­тив­ле­ние на­груз­ки RН, по це­пи пой­дет

ток I, на­прав­ле­ние ко­то­ро­го встреч­но дви­же­нию элек­тро­нов. Пе­ре­ме­ще­ние ды­рок ог­ра­ни­че­но пре­де­ла­ми по­лу­про­вод­ни­ков, во внеш­ней це­пи их нет. Ток I воз­рас­та­ет с по­вы­ше­ни­ем ин­тен­сив­но­сти све­то­во­го по­то­ка Ф, но не пре­вос­хо­дит пре­дель­но­го то­ка In ФЭ, ко­то­рый по­лу­ча­ет­ся при пе­ре­во­де всех ва­лент­ных элек­тро­нов в сво­бод­ное со­стоя­ние: даль­ней­ший рост чис­ла