Техника. Современная энциклопедия
фотоэлемент
фотоэлеме́нт
Прибор, в котором под действием падающего на него света возникает электродвижущая сила (фотоЭДС) или электрический ток (фототок). Различают фотоэлементы электровакуумные и полупроводниковые. Используют их в автоматической контрольной и измерительной аппаратуре. Фотоэлемент, действие которого основано на фотоэлектронной эмиссии (внешнем фотоэффекте), представляет собой электровакуумный прибор с двумя электродами – фотокатодом и анодом, помещёнными в вакуумированный или наполненный газом стеклянный баллон. Фотокатодом служит фоточувствительный слой, нанесённый на участок стеклянной оболочки баллона либо на поверхность металлической пластинки внутри баллона. Анод выполняется в виде металлического кольца или сетки. Световой поток, падающий на фотокатод, вызывает фотоэлектронную эмиссию с поверхности катода. При замыкании электрической цепи фотоэлемента в ней протекает фототок, пропорциональный световому потоку. Первый фотоэлемент, основанный на внешнем фотоэффекте, создал А. Г. Столетов в 1887 г. Фотоэлемент, действие которого основано на внутреннем фотоэффекте, представляет собой полупроводниковый прибор с выпрямляющим полупроводниковым переходом. При замыкании внешней электрической цепи полупроводникового фотоэлемента через нагрузку начинает протекать электрический ток, пропорциональный световому потоку. Фотоэлементы служат приёмниками оптического излучения, в т. ч. видимого света. Полупроводниковые фотоэлементы используют также для прямого преобразования солнечного излучения в электрическую энергию – в солнечных батареях (напр., на космических станциях), в фотоэлектрических генераторах.
Схемы включения электровакуумного (а) и полупроводникового (б) фотоэлементов:
К – фотокатод; А – анод; Ф – световой поток; п и р – области полупроводника с донорной и акцепторной примесями; Е – источник постоянного тока; Rн – нагрузочный резистор