Что такое фотоэлектрический эффект?

Фотоэлектрический эффект - это процесс, посредством которого электрический ток в форме напряжения создается, когда электромагнитное излучение подвергается воздействию определенного материала. При использовании солнечных элементов фотоэлектрический эффект возникает, когда очень короткие волны солнечного света воздействуют на вещество, и электроны становятся возбужденными. Электромагнитное излучение испускается от солнечной панели и собирается другим материалом. Этот выброс электронов приводит к накоплению напряжения, создающего энергию, которая может быть сохранена в элементе батареи для последующего использования. Два электрода используются для сбора напряжения, которое может быть передано в электросеть.

Различные типы электромагнитного излучения вызывают различные уровни воздействия в солнечных элементах в результате частоты. Видимый свет создает фотоэлектрический эффект, когда он воздействует на щелочные металлы, ультрафиолетовый свет создает его в других металлах, а для неметаллов используется экстремальный ультрафиолетовый свет. Эта концепция была впервые обнаружена в 1902 году Филиппом Эдуардом Антоном фон Ленардом, когда он обнаружил, что разные цвета света, также известные как частота, испускают разные уровни электронов. Ранее волновая теория света Джеймса Клерка Максвелла утверждала, что интенсивность излучения создаст пропорциональную энергию электронов. Эта новая теория объяснила, что фотоны были ответственны за создание электронного выброса и работали как отдельные частицы, а не как постоянные волны.

Физик А. Е. Беккерель признал концепцию фотоэлектрического эффекта солнечного света в 1839 году, но его понимание было ограничено. В 1883 году Чарльз Фриттс построил первый солнечный элемент, используя селеновый полупроводник, покрытый тонким слоем золота. Это первое использование солнечного элемента было эффективным только на один процент. Только в 1954 году Bell Laboratories разработали практический способ использования солнечной энергии.

Способ использования фотогальванического эффекта с помощью солнечных батарей очень прост. По сути, фотоны солнечного света воздействуют на солнечную панель и поглощаются материалом. Отрицательно заряженные электроны в материале выбиваются из атомов, которые затем производят электричество. Эта ситуация контролируется, позволяя электронам двигаться только в одном направлении на панели, вызывая обратное действие, при котором положительно заряженные частицы протекают в противоположном направлении. При выполнении обоих этих действий постоянный ток электричества можно использовать от электромагнитной реакции.

Фотоэлектрический эффект имеет важное значение для ряда процессов в современной жизни. В дополнение к созданию энергии для общих целей, солнечные элементы необходимы для космического корабля, используемого НАСА и другими космическими агентствами. Кроме того, принципы технологии используются в цифровых камерах в виде приборов с зарядовой связью, а также в электроскопах, которые идентифицируют статическое электричество.