Вольтамперная характеристика фотоэлемента

ФОТОЭЛЕМЕНТ.

Приборы, в которых фотоэффект используется для превращения энергии света в электрическую энергию, называются фотоэлементами. В данной работе применяется сурьмяно - цезиевый фотоэлемент типа Ф-4. Он выполнен в виде стеклянного баллона, из которого откачан воздух до давления 10^-6 -10^-7 мм. рт. ст. (на рис. 12.1 он обозначен ФЭ). На внутреннюю поверхность баллона на подкладочный слой магния нанесен тонкий слой сурьмы, а затем тонкий слой цезия. Образующееся при этом соединение Cs₃Sb служит катодом К. Такой катод обладает малой работой выхода, а следовательно, "красная" граница фотоэффекта для данного фотоэлемента находится в видимой части спектра. Металлический анод А в виде шарика расположен в центре баллона. Если подействовать на катод светом определенной частоты и создать между катодом и анодом разность потенциалов U, то вылетающие из катода электроны, ускоряемые электрическим полем, летят к аноду и создают фототок. Вольтамперной характеристикой фотоэлемента называется зависимость фототока I от напряжения, подаваемого на фотоэлемент, т.е. I = f (U). Вид ее представлен на рис. 12.2.

Микро-

А амперметр

Фототок, текущий по цепи фотоэлемента, растет с увеличением напряжения между электродами до определенной величины, называемой фототоком насыщения (горизонтальный участок на вольтамперной характеристике).Фототок насыщения показывает, что все электроны, вылетевшие из катода, попали на анод.

Существование фототока в области отрицательных напряжений (участок от 0 до - U з) объясняется тем, что электроны выбитые из катода, могут обладать отличной от нуля кинетической энергией, за счет уменьшения которой они совершают работу против сил задерживающего электрического поля и достигают анода. Электроны перестанут дос тигать анода (фототока не будет) при условии равенства тормозящего напряжения величине U з. При этом

m v²_max/2 = е U з.

Дата добавления: 2014-12-16