Фотоэлементы классификация, принцип работыФотоэлементом называют электронный прибор, преобразующий энергию фотонов в электрическую. Их классифицируют на электровакуумные и полупроводниковые. Принцип работы фотоэлемента основан на явление фотоэлектронной эмиссии или внутреннем фотоэффекте. Первый в мире фотоэлемент, на внешнем фотоэффекте, создал российский ученый Александр Столетов.
При внутреннем фотоэффекте в полупроводниковых фотоэлементах начинает идти процесс перераспределение электронов в соответствии с их энергетическим состоянием под воздействием светового излучения. 
Преобразование световой энергии в электрическую осуществляется в неоднородных полупроводниковых структурах. Неоднородность последних создается с помощью легирования, соединения, и изменения химического состава компонента. Т.е, возникает некоторый градиент изменения ширины запрещенной зоны полупроводника под воздействием светового потока, что приводит к генерации электродвижущей силы (ЭДС). Эффективность фотоэлемента зависит от следующих свойств и условий: фотопроводимости полупроводников
прохождения части излучения сквозь фотоэлектрический преобразователь без преобразования рассеяния и отражения проецируемого света внутреннего сопротивления фотоэлемента рекомбинации образовавшихся фотоэлектронных пар других химических и физических свойств.
Это физическое явление используется в таких радиоэлементах, как фоторезистор. Эта такая разновидность резисторов, сопротивление которых может изменяться под воздействием светового потока, попадающего на светочувствительную поверхность. Фотодиод - это разновидность полупроводникового диода, использует также явление фотоэффекта и его обратный ток зависит от уровня освещенности. С помощью фотоэлементов происходит преобразование последовательности световых изображения в электрический сигнал, этот принцип изспользуется при работе цифровых фотокамер. Внедрение этих компонентов в альтернативную энергетику позволило создать солнечные батареи и сократить вредные выбросы в атмосферу. Кроме того они нашли широкое применении в роли источников питания космических станций и спутников. Законы фотоэффекта: 
Если радиолюбители распилят диод или транзистор, а затем осветят полупроводниковый переход источником света, то с помощью мультиметра можно увидеть на выводах фотоэлемента небольшой электрический потенциал. Данный эффект часто применяется при создании самодельных светочувствительных сенсоров или демонстрационных стендов в кружках, но для полно функционального преобразования света в электрическую энергию данный метод совершенно не подходит.
Эффективная ширина запрещенной зоны полупроводника зависит от длины волны. Поэтому в фотоэлементах с целью повышения эффективности стали использовать каскадные технологии, дающие возможность разделять свет на различные спектральные составляющие и раздельно облучать фотоэлемент узким диапазоном светового воздействия. Для изготовления современных фотоэлементов в основном используются кристаллы кремния с различными примесями из химических компонентов и соединений. Производители фотоэлементов постоянно стараются повысить эффективность оптических и электрических параметров фотоэлементов с помощью применением многокаскадной структуры, просветления и создания антибликовых покрытий. В настоящее время средняя эффективность промышленного преобразования света в электроэнергию (КПД) доходит до 14-30%, а у лучших лабораторных образцов эффективность может составлять 45-49%. |
   |
