|
|
1. Hiện tượng quang dẫn
Một số chất bán dẫn là chất cách điện khi không bị chiếu sáng và trở thành chất dẫn điện khi bị chiếu sáng. Hiện tượng giảm mạnh điện trở của chất bán dẫn khi bị chiếu sáng gọi là hiện tượng quang dẫn.
Trong hiện tượng quang điện, khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào catốt của tế bào quang điện thì êlectrôn sẽ bị bật ra khỏi catốt. Vì vậy, hiện tượng này còn gọi là hiện tượng quang điện ngoài.( hay hiện tượng quang điện bên ngoài)
Trong hiện tượng quang dẫn, mỗi phôtôn của ánh sáng kích thích khi bị hấp thụ sẽ giải phóng một electrôn liên kết để nó trở thành một êlectrôn tự do chuyển động trong khối chất bán dẫn đó. Các electrôn liên kết khi được giải phóng, sẽ để lại một “lỗ trống” mang điện dương. Những lỗ trống này cũng có thể chuyển động tự do từ nút mạng này sang nút mạng khác và cũng tham gia vào quá trình dẫn điện.
Hiện tượng giải phóng êlectrôn liên kết để cho chúng trở thành các êlectrôn dẫn gọi là hiện tượng quang điện bên trong.
Vì năng lượng cần thiết để giải phóng một êlectrôn liên kết chuyển nó thành êlectrôn dẫn không lớn lắm, nên để gây ra hiện tượng quang dẫn, không đòi hỏi phôtôn phải có năng lượng lớn. Rất nhiều chất quang dẫn hoạt động được với ánh sáng hồng ngoại. Thí dụ:  có giới hạn quang dẫn là  . Ta hiểu giới hạn quang dẫn của một chất là bước sóng dài nhất của ánh sáng có khả năng gây ra hiện tượng quang dẫn ở chất đó. Đây là một lợi thế của hiện tượng quang dẫn so với hiện tượng quang điện.
2. Quang trở (LDR*)
Cấu tạo Quang trở gồm một lớp chất bán dẫn (cadimi sunfua CdS chẳng hạn) (1) phủ trên một tấm nhựa cách điện (2). Có hai điện cực (3) và (4) gắn vào lớp chất bán dẫn đó
Nối một nguồn khoảng vài vôn với quang trở thông qua một miliampe kế. Ta thấy khi quang trở được đặt trong tối thì trong mạch không có dòng điện. Khi chiếu quang trở bằng ánh sáng có bước sóng ngắn hơn giới hạn quang dẫn của quang trở thì sẽ xuất hiện dòng điện trong mạch.
Điện trở của quang trở giảm đi rất mạnh khi bị chiếu sáng bởi ánh sáng nói trên. Đo điện trở của quang trở CdS, người ta thấy: khi không bị chiếu sáng, điện trường của nó vào khoảng  ; khi bị chiếu sáng, điện trở của nó chỉ còn khoảng  .
Ngày nay, quang trở được dùng thay cho các tế bào quang điện trong hầu hết các mạch điều khiển tự động.
3. Pin quang điện
Pin quang điện là một nguồn điện trong đó quang năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng. Pin hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện bên trong xẩy ra trong một chất bán dẫn.
Ta hãy xét một pin quang điện đơn giản. Pin đồng oxit (h.8.6)
Pin có một điện cực bằng đồng. Trên bản đồng này có phủ một lớp đồng oxit  . Người ta phun một lớp vàng rất mỏng trên mặt lớp để làm điện cực thứ hai. Lớp vàng này mỏng đến mức cho ánh sáng truyền qua được. ở chỗ tiếp xúc giữa  và  hình thành một lớp có tác dụng đặc biệt: nó chỉ cho phép êlectrôn chạy qua nó theo chiều từ sang .
Khi chiếu một chùm sáng có bước sóng thích hợp vào mặt lớp thì ánh sáng sẽ giải phóng các êlectrôn liên kết trong thành electrôn dẫn. Một phần các êlectrôn này khuếch tán sang cực . Cực thừa êlectrôn nên nhiễm điện âm. nhiễm điện dương. Giữa hai điện cực của pin hình thành một suất điện động.
Nếu nối hai điện cực với nhau bằng một dây dẫn thông qua một điện kế, ta sẽ thấy có một dòng điện chạy trong mạch theo chiều từ sang .
Ngoài pin quang điện đồng oxit, còn có rất nhiều loại pin quang điện khác, phổ biến nhất là pin sêlen.
Ngày nay, các pin quang điện có rất nhiều ứng dụng. Các pin mặt trời ở các máy tính bỏ túi, trên các vệ tinh nhân tạo v.v… đều là pin quang điện.
Một số bài tập
|
 |
Lượng tử ánh sáng |
 |
|
 | Quang trở và pin quang điện |
|
|
 |
|
 |
|
Góp ý với Onthi.com
. Khi đó hiệu suất lượng tử của 
đủ hãm 
; 
C.
. 
