Bài 31. Hiện tượng quang điện trong

HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG

I. Chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong. Hiện tượng quang điện trong

1. Chất quang dẫn

Chất quang dẫn là chất dẫn điện kém khi không bị chiếu sáng và trở thành dẫn điện tốt khi bị chiếu ánh sáng thích hợp.

Ví dụ: Ge, Si, PbS, CdS...

2. Hiện tượng quang điện trong

• Hiện tượng ánh sáng giải phóng các êlectron liên kết để cho chúng trở thành các êlectron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống cùng tham gia vào quá trình dẫn điện, gọi là hiện tượng quang điện trong.
• Điều kiện: ánh sáng kích thích phải có bước sóng \(\lambda\) nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng \(\lambda_0\)(gọi là giới hạn quang điện của bán dẫn).
• Ứng dụng: quang điện trở và pin quang điện

II. Quang điện trở

• Quang điện trở được chế tạo dựa trên hiệu ứng quang điện trong. Đó là một tấm bán dẫn có giá trị điện trở thay đổi khi cường độ chùm sáng kích thích chiếu vào nó thay đổi.
• Ứng dụng: lắp vào các mạch khuếch đại trong các thiết bị điều khiển bằng ánh sáng, trong các máy đo ánh sáng.

III. Pin quang điện

• Pin quang điện (còn gọi là pin Mặt Trời) là nguồn điện chạy bằng năng lượng ánh sáng, trong đó quang năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng. 
• Hiệu suất của các pin quang điện thấp, chỉ khoảng dưới 10%.
• Cấu tạo pin quang điện: gồm một tấm bán dẫn \(n\) , bên trên có phủ một lớp mỏng bán dẫn loại \(p\). Mặt trên cùng là lớp kim loại mỏng trong suốt với ánh sáng và dưới cùng là một đế kim loại. Giữa bán dẫn loại  \(n\) và bán dẫn loại \(p\) hình thành một lớp chuyển tiếp \(p-n\). Khi chiếu ánh sáng thích hợp vào thì hiện tượng quang điện trong xảy ra, giải phóng các cặp êlectron và lỗ trống. Điện cực kim loại mỏng ở trên sẽ nhiễm điện dương và trở thành cực dương của pin, đế kim loại ở dưới nhiễm điện âm và trở thành cực âm của pin.