Фотоэлементы с запирающим слоем

Рис. ХХП.1. Устройство селенового фотоэлемента с запирающим слоем а—внешний вид б —разрез

Германий используют в качестве полупроводника в таких электронных приборах, как кристаллические выпрямители (диоды) и усилители (триоды, или транзисторы). Кристаллы германия применяют также для изготовления термисторов (измерителей температуры), Б фотоэлементах с запирающим слоем и в термоэлементах. Германиевые полупроводниковые устройства с успехом заменяют электронные вакуумные лампы, отличаясь от них компактностью, надежностью в работе и долговечностью. [c.207]

Имеется несколько удачных схем соединения двух одинаковых фотоэлементов с запирающим слоем. Две схемы, применяемые в промышленных фотометрах, показаны на рис. 3.15 и 3.16. В каждой схеме оба фотоэлемента освещаются одной лампой. Световой поток проходит через светофильтр, а затем расщепляется на два пучка один проходит через кювету и освещает рабочий фотоэлемент, другой попадает непосредственно на фотоэлемент сравнения. Количество света, достигающее фотоэлемента сравнения, должно быть отрегулировано на нуль или любое дру- [c.38]

Светофильтр должен быть подобран таким образом, чтобы он пропускал излучение определяемого элемента и поглощал прочие излучения. Наиболее пригодны интерференционные светофильтры. В некоторых установках применяются монохроматоры наподобие используемых в абсорбционной спектрофотометрии. В качестве фотоэлементов обычно в простых аппаратах применяют селеновые фотоэлементы с запирающим слоем или сульфидно-серебряные с запирающим слоем. [c.242]

По принципу действия фотоэлементы подразделяются на 1) фотоэлементы с запирающим слоем (вентильные), 2) фотоэлементы с внеси- [c.240]

Использование кремния и германия как полупроводников. Чистые кремний и германий используются не только для изготовления высококачественных диодов и триодов (гл. IX), но и мощных выпрямителей, фотосопротивлений, фотоэлементов с запирающим слоем и с высоким коэффициентом полезного действия. Кремниевые фотоэлементы, соединенные группами, образуют батареи, которые могут превращать солнечную энергию прямо в электрическую (к.п.д. до 15%). Такие солнечные батареи устанавливаются на искусственных спутниках Земли и космических кораблях. Создание экономически рентабельных фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии в электрическую сулит широчайшее внедрение их в народное хозяйство, так как солнечная энергия неисчерпаема, а к.п.д. фотоэлектрических преобразователен, как предсказывает теория, может быть доведен до 25% (к.п.д. использования солнечной энергии растениями менее 1%). [c.296]

Ширина запрещенной зоны теллура 0,34 эв. Проводимость его при комнатной температуре значительно выше проводимости селена. Теллур — тоже дырочный полупроводник с сильно выраженной анизотропией проводимости. Селен широко используется для изготовления селеновых выпрямителей, фотосопротивлений, фотоэлементов с запирающим слоем. На мишени видиконов может идти аморфный селен, имеющий сопротивление порядка 10 —10 ом-см. Лучшие результаты дает твердый раствор 51,3-%-ного 5е и 48,7%-ного Аз он в 10 раз чувствительнее селена. [c.309]

Применяются селеновые фотоэлементы с запирающим слоем УФ-101, которые являются приемниками световой энергии, прошедшей через окрашенный раствор они соединены между собой через чувствительный гальванометр. [c.473]

В настоящее время существует много конструкций фотоэлементов. Для фотометрирования наиболее пригодны фотоэлементы с запирающим слоем, или вентильные. [c.60]

Фотометры с фотоэлементами с запирающим слоем. Чувствительная часть фотоэлемента с запирающим слоем состоит из металлической пластинки, на которую нанесен слой полупроводника, например закиси меди или селена. Полупроводящий слой в свою очередь покрывают пленкой серебра или другого металла, настолько тонкой, чтобы она была прозрачна и в то же время могла служить электрическим контактом. Когда лучистая энергия падает на фотоэлемент, проходя через прозрачную поверхность, между металлической пластинкой и поверхностным электродом возникает разность потенциалов, причем электрод заряжается отрицательно. Селеновый элемент может применяться для участка спектра 300—800 ммк с максимальной чувствительностью В об- [c.37]

Если фотоэлемент с запирающим слоем внезапно подвергнуть облучению ярким светом, значение электронной отдачи резко увеличивается по сравнению с нормальным равновесным состоянием, а затем постепенно уменьшается, приближаясь к равновесному по экспоненциальному закону (рис. 3.17). Это явление, известное под названием [c.38]

Рис. 3.17. Эффект утомления в фотоэлементе с запирающим слоем.

Рис. 47. Разрез фотоэлемента с запирающим слоем

Аппаратура располагается вокруг квадратной стеклянной кюветы, освещаемой параллельным пучком света. Горизонтальный луч света, непосредственно прошедший через кювету, воспринимается фотоэлементом с запирающим слоем два других фотоэлемента улавливают свет, рассеиваемый перпендикулярно направлению падающего луча. Исследуемый полимер растворяют в подходящем растворителе и разбавляют до соответствующей концентрации. Наилучшие результаты оптических измерений получены для очень разбавленных растворов стандартная концентрация ацетобутирата целлюлозы была 0,1786 г на 100 мл ацетона. Перед тем как начать непрерывное добавление осадителя раствор еще больше разбавляют осадителем (в описываемом случае смесь этанол — вода объемного состава 3 1) до концентрации 0,05 г на 100 мл, чтобы подвести раствор ближе к точке осаждения. В кювету заливают такое количество раствора (125 мл), чтобы весь исходный пучок света находился внутри раствора. Затем с помощью насоса к раствору медленно (18 мл мин) добавляют осадитель при непрерывном энергичном перемешивании. Начало помутнения отмечают по уменьшению интенсивности проходящего света или по увеличению рассеяния под прямым углом для этого выход каждого фотоэлемента соединен с регистрирующим гальванометром. Для получения воспроизводимых результатов раствор необходимо поддерживать при постоянной температуре. Теплота смешения вызывает изменение температуры но если контролировать начальную температуру и поместить кювету в водяной термостат, снабженный окошками для падающего света и фотоэлементов, то можно получить сходящиеся результаты. Описанный способ позволяет получить [c.42]

Основным преимуществом фотоэлементов с внешним фотоэффектом по сравнению с фотоэлементами с запирающим слоем является чувствительность первых в ультрафиолетовой области. Простой фотометр для ультрафиолетовой области можно сконструировать аналогично фотометру для видимой части спектра. Такие фотометры лабораторного применения не получили ввиду широкого распространения ультрафиолетовых спектрофотометров. Однако имеется много конструкций фотометров для ультрафиолетовой области, предназначенных для контролирования потоков жидкостей в промышленности. (Имеется обзор [22] применений таких приборов.) [c.41]

Одним ИЗ наиболее важных применений фотометрии пламени яв- ляется одновременное определение натрия и калия (а иногда и литмя) в биологических жидкостях, пищевых продуктах, удобрениях и т. д. Эти элементы возбуждаются значительно легче остальных, и их характери- стические линии эмиссионного излучения хорошо отделены друг от друга. Имеется несколько упрощенных приборов, предназначенных для выполнения этого анализа они используют газо-воздушное пламя и фотоэлементы с запирающим слоем. Некоторые приборы имеют указатели, шкалы которых непосредственно прокалиброваны в количеспзах определяемых элементов. [c.106]

Широко распространенные вентильные фотоэлементы (с запирающим слоем) изготавливаются посредством нанесения слоя селена на металлическую основу с последующим напылением полупрозрачной пленки серебра или другого благородного металла.. Запирающий слой образуется между селеном и металлическим покрытием. Под воздействием светового излучения концентрация электронов в полупроводнике увеличивается. [c.299]

На рис. 22.25 приведена схема балансного транзисторного усилителя, на оба входа которого поступают сигналы с двух фотоэлементов с запирающим слоем. Балансировка схемы осуществляется с помощью переменного сопротивления при условии равной освещенности обоих [c.300]

Для изготовления фотоэлементов с запирающим слоем на металлическую подкладку наносят слой полупроводника (окись [c.105]

Фотоэлемент с запирающим слоем. В фотоэлементах с запирающим слоем использована способность полупроводников к внут-ренному фотоэффекту. Фотоэффектом в запирающем слое называется возникновение тока под действием света на границе между полупроводником и металлом. Само название этого фотоэффекта обусловлено тем, что на пограничных поверхностях между некоторыми полупроводниками и металлами образуется слой малой толщины (около 10 5—10 см) с большим сопротивлением и выпрямляющим действием. При освещении фотоэлемента кванты световой энергии, взаимодействуя с атомами полупроводника, передают электронам энергию, достаточную для того, чтобы оторвать их от атомов и сообщить им кинетическую энергию. Фотоэлектроны из полупроводника через запирающий (иногда его называют вентильный ) слой переходят в металл и проходят через гальванометр. Иначе говоря, в цепи фотоэлемента возникает электрический ток, который вызывает отклонение стрелки гальванометра. Величина возникающего фототока зависит от интенсивности освещения и спектрального состава света. При небольших внешних сопротивлениях между силой фототока и интенсивностью светового потока имеется прямо пропорциональная зависимость. В фотоэлектрических колориметрах применяется селеновый фотоэлемент (рис. 1.12). [c.23]

Фотоэлементы с запирающим слоем [c.49]

Способность полупроводников к внутреннему фотоэффекту использована при создании фотоэлементов с запирающим слоем. При изготовлении фотоэлектрических колориметров применяется селеновый фотоэлемент, схематический разрез которого представлен на рис. 30. [c.46]

Прм Селеновые выпрямители селеновые фотоэлементы с запирающим слоем окраска стекла в рубиновый цвет. [c.109]

Фотоэлементы с запирающим слоем основаны на использовании так называемого вентильного фотоэффекта. [c.81]

Фотоэлементы с запирающим слоем не требуют дополнительного напряжения и дают фототок непосредственно при освещении [c.82]

На рис. 38 приведены спектральные характеристики различных фотоэлементов с запирающим слоем и для сравнения—кривая чувствительности человеческого глаза. [c.83]

Действие фотоэлементов с запирающим слоем заключается в том, что световой поток, падающий на поверхность полупроводника, нанесенного на железную пластинку и обладающего односторонней проводимостью, возбуждает на ней движение электронов, которые не могут проникнуть в нижний слой (фронтальный фотоэффект). Если соединить верхний и нижний слои каким-либо проводником через гальванометр, можно измерить фототек, появляющийся во внешней цепи. Вентильные фотоэлементы обладают некоторым преимуществом перед фотоэлементами с внешним фотоэффектом, так как не требует дополнительных источников питания и имеют невысокое внутреннеее сопротивление, что позволяет непосредственно подключать к ним измерительный прибор. При непосредственном включении в цепь вентильного фотоэлемента измерительного прибора необходимо, чтобы последний обладал малым внутренним сопротивлением. Из вентильных фотоэлементов наибольшее распространение получил селеновый фотоэлемент [4]. [c.241]

Особый класс полупроводниковых фотоэлементов с запирающим слоем, работающих на основе внутреннего фотоэффекта, не требует питания током от внешнего источлика, так как в них создается фото-электродвижущая сила при освещении. Фотоэлементы широко используются в автоматике, сигнализации, звуковом кино, изготовлении солнечных батарей и т.д. Цезий используется также для активации термоэлектронной эмиссии с вольфрамовых катодов электронных ламп. Если работа выхода с поверхности чистого вольфрама порядка 4,5 эв, то с поверхности вольфрама, активированного напыленной пленкой цезия, она снижается до 1,4 эв. Ток эмиссии при заданной температуре может возрасти на 10 порядков и больше. [c.274]

Использование кремния и германия как полупроводников. Чистые кремний и германий используются не только для изготовления высококачественных диодов и триодои, но и мощных выпрямителей, фотосопротивлений, фотоэлементов с запирающим слоем и с высоким коэффициентом полезного действия. Кремниевые фотоэлемен- [c.368]

В фотометрах со светофильтрами приемниками излучения служат фотоэлементы с запирающим слоем, ток которых измеряют зеркальным или стрелочным гальванометром. Данные приборы предназначены для массового контроля однотипных проб (когда не фебу-ется высокая чувствительность измерений). [c.413]

Обычно используются два вида фотоэлементов 1) фотоэлементы с запирающим слоем и 2) обычные фотоэлементы. Последние используются преимущественно при проведении точных фотохимических исследований, так как они устают меньше, чем фотоэлементы с запирающим слоем. Кроме того, фотоэлементы с запирающим слоем непригодны для измерения очень малых интенсивностей, с которыми часто приходится иметь дело при определении квантовых выходов. Е1це одним обстоятельством, ограничивающим использование фотоэлементов с запирающим слоем, является их спектральная чувствительность обычно применяемые селеновые фотоэлементы обладают максимальной чувствительность Ю в области 5500 А и непригодны для работы в ультрафиолете ниже приблизите.льно 3000 А. [c.238]

Заслуживают внимания два спектрофотометра Колмана со стеклянной оптикой модели Юниор и Универсаль . Обе модели оборудованы почти одинаковыми монохроматорами, использующими для дисперсии света дифракцонные решетки пропускания (рис. 3.27). Выбор длины волны осуществляется посредством механизма, который перемещает лампу накаливания таким образом, что излучение последовательных длин волн фокусируется на щели. Сама решетка остается неподвижной. Ширина щели, как и во всех приборах с дифракционной решеткой, постоянная. В модели Юниор фотоэлемент с запирающим слоем присоединен непосредственно к гальванометру, имеющему переключатель чувствительности на два положения грубо и точно . В модели Универсаль аналогичный фотоэлемент включен таким образом, что гальванометр можно использовать или в качестве нуль-индикатора в потенциометрической схеме, или в качестве измерителя отдачи фотоэлемента, как в модели Юниор . Потенциометрическое измерение занимает больше времени, но дает точность, вдвое превышающую точность, получаемую при измерении по величине отклонения стрелки. Модель Универсаль также может быть использована в качестве нефелометра и флуорометра, однако этот вопрос будет рассмотрен ниже. [c.48]

Типичным таким прибором первого типа является флуоро-метр Клетта. Два фотоэлемента с запирающим слоем включены в балансную схему, аналогичную применяемой в фотоэлектрическом колориметре Клетта — Саммерсона. При измерении кювету сначала наполняют эталонным флуоресцирующим веществом (не обязательно тем же самым, что и определяемое), потенциометр, устанавливают на деление, удобное для отсчета, например 100, и гальванометр приводят к нулевому положению регулировкой диафрагмы, пропускающей излучение на фотоэлемент сравнения. Кювету затем поочередно наполняют серийно разбавленными эталонными и определяемым раствором. Результат анализа получают на основании калибровочной кривой, составляемой как обычно. Зависимость между отсчетами на потенциометре и концентрацией при относительно низкой интенсивности излучения будет почти линейной при более же высокой энергии флуоресценции показания потенциометра становятся относительно пониженными. [c.62]

Фотографические пластинки и фотоэлементы с запирающим слоем я с внешним фотоэффектом нечувствительны к инфракрасному излучению с длиной волны примерно больше 1 мк. Такое излучение может быть обнаружено и измерено по вызываемому им нагреванию или чувствительной термопарой, или термометром сопротивления (бо./гометром). [c.77]

Характеристики типичного фотоэлемента с запирающим слоем приведены на рис. 22.23. Величина выходного тока вентильного фотоэле- [c.299]

Приборы. Двухлучевой фотометр, использующий фотоэлементы-с запирающим слоем (например, фотометр Клетта—Саммерсона), переделанный таким образом, что выводы от каждого фотоэлемента, гальванометра и реохорда присоединены к отдельным клеммам на специальной панели. При необходимости механические части фотометра могут быть собраны отдельно. Фотометр должен быть снабжен средством для ослабления интенсивпости пучка света, падающего на фотоэлемент сравнения (см., например, рис. 3.15 и 3.16). Для работы необходимы стабилизатор напряжения и переменный автотрансформатор (латр) на ток 10 а при напряжении ПО в. [c.345]

С помощью данной системы можно изучить следующие явления а) влияние изменения интенсивности света лампы для данного поглощающего раствора как для однолучевого, так и для двухлучевого фотометра (ссылка 2) б) зависимость выходного напряжения фотоэлемента от концентрации раствора при различных значениях сонротивления нагрузки вплоть до бесконечного сопротивления (режим холостого хода) для однолучезой схемы в) возможность постановки вместо фотоэлементов с запирающим слоем фотоэлементов другого типа, например сульфидно-кадмиевого фотосонротивления, и снятие той же самой зависимости г) эффективность различных типов гальванометров и прн.ме-няемых совместно с ними усилителей. [c.346]

Фотоэффект в запирающем слое впервые наблюдал в том же 1888 г. проф. Казанского университета В. А. Ульянин. Он подробно описал технологию изготовления и свойства селенового фотоэлемента с запирающим слоем. Однако основательное изучение фотоэлементов с запирающим слоем началось только в 1926 г. на меднозакисных элементах. Название запирающий слой связано с тем, что на границе между полупроводником и металлом образуется слой толщиной 10" — 10 см, который обладает большим сопротивлением и выпрямляющим действием. С химической стороны этот запирающий слой, например, между окисью меди (1) и металлической медью, представляет собой окись меди СигО с уменьшенным количеством избыточного кислорода или низшего кислородного соединения (например, Сц40). Сопротивление этого слоя очень велико и этот слой обладает большим сопротивлением для электронов, которые движутся от окиси меди в медь. Этим и объясняется выпрямляющее его действие. [c.105]

Фотоэлемент с запирающим слоем. При падении лучистой энергии на некоторые полупроводники или изоляторы наблюдается явление внутреннего фотоэффекта. Он проявляется в том, что сопротивление облучаемого тела уменьшается. К таким телам относятся изоляторы — алмаз, цинковая обманка полупроводники — селен, аргентит (AggS), окись меди (I) и др. Физическая сущность внутреннего фотоэффекта заключается в освобождении электронов под действием энергии световых квантов из кристаллической решетки изолятора или полупроводника, связанных с отдельными атомами решетки, и превращении их в электроны проводимости. [c.46]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология