- HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG
+) Là hiện tượng tạo thành các ELECTRON DẪN và LỖ TRỐNG trong chất bán dẫn khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào.
+) Điều kiện: λ ≤ λ0 ( λ0 : giới hạn quang điện (GHQĐ) của chất bán dẫn).
Ảnh minh hoạ.
- GHQĐ của chất bán dẫn đa số nằm trong miền hồng ngoại. (Vì năng lượng cần để giải phóng electron liên kết trong chất bán dẫn thường nhỏ hơn công thoát A của electron từ mặt KL).
GHQĐ của một số chất bán dẫn
- HIỆN TƯỢNG QUANG DẪN :
+) Là hiện tượng GIẢM ĐIỆN TRỞ SUẤT và TĂNG ĐỘ DẪN ĐIỆN của bán dẫn khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào.
- Do khi chiếu ánh sáng thích hợp, bán dẫn có thêm electron dẫn và lỗ trống >> tăng mật độ tải điện >> điện trở suất giảm.
- Cường độ ánh sáng chiếu vào chất bán dẫn càng mạnh thì điện trở suất càng nhỏ.
- ĐỊNH NGHĨA :
+) Là loại điện trở giảm mạnh điện trở suất khi có ánh sáng chiếu tới.
+) LDR có điện trở đến vài MΩ trong bóng tối nhưng chỉ giảm còn vài trăm Ω khi có ánh sáng chiếu vào. Một cách đơn giản, càng chiếu sáng thì càng dẫn điện.
+) Xem video thí nghiệm mạch điện với LDR. - CẤU TẠO :
+) Như hình vẽ :
Quang điện trở ngoài thực tế 
Cấu tạo mạch của quang điện trở. Cơ bản gồm :
2 điện cực, lớp bán dẫn và đế cách điện (thuỷ tinh/chất dẻo)
Chất bản dẫn thường sử dụng là CdS. - MỘT VÀI ỨNG DỤNG :
+) Đèn đường, đèn cảm ứng ánh sáng, đèn cảm ứng bóng tối, ... Chú ý, đèn cảm ứng bóng tối cũng sử dụng quang điện trở nhưng đã được thay đổi cách ráp mạch cho phù hợp.
Đèn trong vườn tự động sáng vào ban đêm
+) Điều chỉnh tốc độ chụp ảnh của camera (Camera Shutter Speed) đến giá trị phù hợp bằng cách cảm biến cường độ sáng.
LDR cho đèn đường.
+) Trong các máy chơi game DIY, gameboy...
Máy chơi điện tử cũ
+) Một số loại đồng hồ báo thức thời xưa.
Cấu tạo mạch trong của máy sử dụng LDR tại các phím bấm.
Xem video về trò chơi Tetrix quen thuộc để hiểu rõ hơn.
+) Một số thiết bị cảm ứng ở phần ứng dụng Tế bào quang điện trong bài Hiện tượng quang điện ngoài đã biết : Hệ thống có một chùm ánh sáng hồng ngoại chiếu liên tục vào quang điện trở và mạch sản sinh ra dòng điện. Khi ta đứng trước máy dò làm ngăn cản chùm tia hồng ngoại, quang điện trở lúc này đột ngột tăng điện trở và cản trở dòng điện. Một mạch điện tử phát hiện sự thay đổi dòng điện và báo động.
Ảnh minh hoạ
- ĐỊNH NGHĨA :
+) Là NGUỒN ĐIỆN biến đổi trực tiếp QUANG NĂNG thành ĐIỆN NĂNG.
+) Hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện trong của chất bán dẫn như CuO, Se (Selen), Si (Silic), ...
Ảnh minh hoạ 
Lớp bán dẫn loại n : dư electron dẫn
Lớp bán dẫn loại p : dư lỗ trống+) Suất điện động của pin quang điện vào khoảng 0,5-0,8 V. - CẤU TẠO :
+) Cấu tạo cơ bản gồm :
- Lớp bán dẫn loại p và lớp kim loại tiếp xúc với nó sẽ tích điện dương và trở thành cực dương của nguồn điện.
- Lớp bán dẫn loại n và lớp kim loại tiếp xúc với nó sẽ tích điện âm và trở thành cực âm của nguồn.
- Lớp tiếp xúc p-n ở giữa.
- Chú ý : Mỗi quốc gia / vùng lãnh thổ có cách chọn lớp bán dẫn loại p và lớp bán dẫn loại n nằm trên hay dưới khác nhau tuỳ thuộc vào mạng lưới điện của khu vực cho phù hợp.
Sơ đồ cấu tạo pin quang điện 
Ở một số quốc gia, người ta đặt
lớp bán dẫn loại n lên TRÊN lớp bán dẫn loại p - MỘT VÀI ỨNG DỤNG :
+) Pin mặt trời : (trên các mái nhà, đèn đường, nhà máy, vệ tinh nhân tạo, con tàu vũ trụ, ...)
Pin mặt trời trên mái nhà
+) Trên các máy tính bỏ túi đời cũ : Chúng ta vẫn thường thắc mắc những tấm ở phần trên máy tính bỏ túi dùng để làm gì, đó chính là những tấm pin quang điện.
Vệ tinh VINASAT là vệ tinh địa tĩnh đầu tiên của VN
VINASAT 1 : phóng lên lúc 22h16 ngày 18/4/2008
VINASAT 2 : phóng lên lúc 5h13 ngày 16/5/2012
Truyền hình vệ tinh K+ mà chúng ta thường nghe thấy chính là thu nhật sóng từ vệ tinh VINASAT này.
+) Trong các máy đo cường độ ánh sáng. Đơn vị đo cường độ ánh sáng (độ rọi) là Lux (hay lx). Ví dụ :
Pin quang điện trên máy tính bỏ túi
- Ánh sáng mặt trời trung bình mỗi ngày có độ rọi vào khoảng 32000 - 100000 Lux (32 - 100 klx).
- Ánh sáng phản chiếu từ mặt trăng có độ rọi khoảng 1 lx. Ánh sáng từ các ngôi sao có độ rọi khoảng 0,00005 lx
- Các trường quay truyền hình được chiếu sáng với độ rọi khoảng 1000 Lux (1 klx).
- Một văn phòng sáng sủa có độ rọi khoảng 400 lx.
Máy đo cường độ ánh sáng
+) Năm 1883, pin năng lượng được tạo thành bởi Charles Fritts (nhà phát minh người Mỹ), ông phủ lên mạch bán dẫn selen một lớp vàng cực mỏng để tạo nên mạch nối, thiết bị chỉ có hiệu suất 1%
+) Năm 1888, Aleksandr Stoletov (nhà vật lý người Nga) tạo ra tấm pin quang điện đầu tiên (dựa vào hiệu ứng quang điện do Hertz tìm ra 1887).
+) Năm 1946, Russell Ohl (kĩ sư người Mỹ) được xem là người tạo ra pin năng lượng Mặt trời đầu tiên.
No comments:
Post a Comment