Különbség a fotoelektromos hatás és a fotovoltaikus hatás között

Fotoelektromos hatás vs. Fotoelektromos hatás
 

Az elektronok fotoelektromos és fotovoltaikus effektusok kibocsátásának módjai megteremtik a különbséget közöttük. A „fénykép” előtag e két kifejezésben azt sugallja, hogy mindkét folyamat a fény kölcsönhatása miatt fordul elő. Valójában ezekbe beletartozik az elektronok kibocsátása a fény energia elnyelése által. Meghatározásukban azonban különböznek, mivel a progresszió lépései minden esetben különböznek. A két folyamat közötti fő különbség az, hogy a fotoelektromos effektusban az elektronokat a térbe bocsátják ki, míg a fotovoltaikus hatásban a kibocsátott elektronok közvetlenül egy új anyagba lépnek. Itt tárgyaljuk ezt részletesen.

Mi a fotoelektromos hatás??

Ez volt Albert Einstein aki 1905-ben kísérleti adatokkal javasolta ezt az ötletet. Elmagyarázta a fény részecske természetére vonatkozó elméletét azáltal is, hogy igazolja a hullám-részecske kettősségének fennállását az anyag és a sugárzás minden formája esetében. A fotoelektromos hatású kísérletben elmagyarázza, hogy ha egy fényt egy ideig fénnyel ragaszkodnak egy fémre, akkor a fém-atomok szabad elektronjai elnyelhetik a fény energiáját, és kijönhetnek a felületről, és önmagukba jutnak az űrbe. Annak érdekében, hogy ez megtörténjen, a fénynek egy bizonyos küszöbértéknél magasabb energiaszinten kell lennie. Ezt a küszöbértéket „munka funkció'a megfelelő fém. És ez az a minimális energia, amely szükséges az elektron eltávolításához a házából. A hozzáadott energiát az elektron kinetikus energiává alakítják, amely lehetővé teszi szabad mozgását az elengedés után. Ha azonban csak a munkafunkcióval megegyező energiát biztosítjuk, akkor a kibocsátott elektronok a fém felületén maradnak, és a kinetikus energia hiánya miatt nem tudnak mozogni..

Annak érdekében, hogy a fény energiáját egy anyagi eredetű elektronba továbbítsa, úgy gondolják, hogy a fény energiája valójában nem olyan folyamatos, mint egy hullám, hanem különálló energiacsomagokban érkezik, amelyeket 'kvantumokat.'Ezért lehetséges, hogy a fény az egyes energiakvantumokat az egyes elektronokhoz továbbítsa, miközben kihúzzák őket a házukból. Ezenkívül, amikor a fém katódként van rögzítve egy vákuumcsőben, amelynek vevőanódja az ellenkező oldalán van egy külső áramkörrel, a katódból kilépő elektronokat vonzza az anód, amelyet pozitív feszültséggel és feszültséggel tartanak fenn. ezért a vákuumban áramot továbbítanak, kitöltve az áramkört. Ez volt az alapja Einstein Albert eredményeinek, amelyek 1921-ben a fizika Nobel-díját nyerték neki.

Mi a fotovoltaikus hatás??

Ezt a jelenséget először a francia fizikus észlelte A. E. Becquerel 1839-ben, amikor megpróbált áramot előállítani két platina és arany lemez között, oldatba merítve és fénynek kitéve. Itt történik az, hogy a fém vegyérték-sávjában levő elektronok elnyelik a fény energiáját, és gerjesztéskor a vezető sávra ugrik, és így szabadon mozoghatnak. Ezeket a gerjesztett elektronokat ezután egy beépített csatlakozási potenciál (Galvani potenciál) felgyorsítja, így közvetlenül átjuthatnak az egyik anyagtól a másikig, szemben a vákuum tér átlépésével, mint például a fotoelektromos hatás esetén, ami nehezebb. A napelemek ezen a koncepción működnek.

Mi a különbség a fotoelektromos effektus és a fotovoltaikus effektus között??

• A fotoelektromos effektusban az elektronok vákuumtérbe kerülnek, míg a fotovoltaikus hatás során az elektronok közvetlenül kibocsátásukkor más anyagba kerülnek.

• Fotoelektromos hatás figyelhető meg két olyan fém között, amelyek egymással kapcsolatban vannak oldatban, de a fotoelektromos hatás katódsugárcsőben zajlik, katód és anód részvételével, külső áramkörön keresztül csatlakoztatva.

• A fotoelektromos hatás előfordulása nehezebb, mint a fotovoltaikus hatásnál.

• A kibocsátott elektronok kinetikus energiája nagy szerepet játszik a fotoelektromos hatás által generált áramban, míg a fotoelektromos hatás esetében ez nem olyan fontos.

• A fotovoltaikus hatás által kibocsátott elektronokat egy keresztezési potenciálon keresztül tolják át, szemben a fotoelektromos effektusokkal, ahol nincs csatlakozási potenciál.

Képek jóvoltából:

1. Fotoelektromos hatás Feitscherg által (CC BY-SA 3.0)
2. Ncouniot fotovoltaikus hatásának sematikus ábrája (CC BY-SA 3.0)