Rozdiel medzi fotoelektrickým efektom a fotovoltaickým efektom

Fotoelektrický efekt vs fotovoltaický efekt
 

Spôsoby, ktorými sú elektróny emitované pri fotoelektrickom a fotovoltaickom účinku, vytvárajú rozdiel medzi nimi. Predpona „fotografia“ v týchto dvoch výrazoch naznačuje, že oba tieto procesy sa vyskytujú v dôsledku interakcie svetla. V skutočnosti zahŕňajú emisiu elektrónov absorpciou energie zo svetla. Definícia sa však líši, pretože kroky postupu sa v každom prípade líšia. Hlavný rozdiel medzi týmito dvoma procesmi spočíva v tom, že pri fotoelektrickom účinku sú elektróny emitované do priestoru, zatiaľ čo pri fotovoltaickom efekte emitované elektróny vstupujú priamo do nového materiálu. Poďme to diskutovať podrobne tu.

Čo je to fotoelektrický efekt?

To bolo Albert Einstein ktorý túto myšlienku navrhol v roku 1905 prostredníctvom experimentálnych údajov. Vysvetlil tiež svoju teóriu o časticovej povahe svetla potvrdením existencie duality vlnových častíc pre všetky formy hmoty a žiarenia. Vo svojom experimente s fotoelektrickým efektom vysvetľuje, že keď sa svetlo nejaký čas presúva na kov, voľné elektróny v atómoch kovu môžu absorbovať energiu zo svetla a vychádzať z povrchu, ktorý sa emituje do vesmíru. Aby sa to stalo, musí svetlo prenášať úroveň energie vyššiu ako určitá prahová hodnota. Táto prahová hodnota sa tiež nazýva „pracovná funkciaz príslušného kovu. A to je minimálna energia, ktorá je potrebná na odstránenie elektrónu z obalu. Poskytnutá dodatočná energia sa premení na kinetickú energiu elektrónu, ktorá umožní jej voľný pohyb po uvoľnení. Ak sa však poskytne iba energia, ktorá sa rovná pracovnej funkcii, emitované elektróny zostanú na povrchu kovu a nebudú sa môcť pohybovať v dôsledku nedostatku kinetickej energie..

Aby svetlo prenieslo svoju energiu na elektrón, ktorý je materiálneho pôvodu, predpokladá sa, že energia svetla v skutočnosti nie je súvislá ako vlna, ale prichádza v diskrétnych energetických paketoch známych ako „kvantá.„Preto je možné, aby svetlo prenieslo každú energetickú kvantu na jednotlivé elektróny, vďaka čomu sa vytlačia z ich obalu. Ďalej, keď je kov fixovaný ako katóda vo vákuovej trubici s prijímajúcou anódou na opačnej strane s vonkajším obvodom, elektróny, ktoré sú vypudzované z katódy, budú priťahované anódou, ktorá je udržiavaná na kladnom napätí a Preto sa vo vákuu vysiela prúd, čím sa dokončí obvod. To bol základ zistení Alberta Einsteina, ktoré mu v roku 1921 získali Nobelovu cenu za fyziku.

Čo je fotovoltaický efekt?

Tento jav prvýkrát pozoroval francúzsky fyzik A. E. Becquerel v roku 1839, keď sa pokúsil vyrobiť prúd medzi dvoma platňami platiny a zlata, ponorený do roztoku a vystavený svetlu. To, čo sa tu deje, je to, že elektróny vo valenčnom pásme kovu absorbujú energiu zo svetla a po excitácii vyskočia do vodivého pásma a tým sa môžu voľne pohybovať. Tieto excitované elektróny sú potom urýchľované zabudovaným spojovacím potenciálom (Galvani Potenciál), takže môžu priamo prechádzať z jedného materiálu na druhý na rozdiel od kríženia vákuového priestoru, ako je to v prípade fotoelektrického efektu, ktorý je ťažší. Solárne články pracujú na tomto koncepte.

Aký je rozdiel medzi fotoelektrickým efektom a fotovoltaickým efektom??

• Pri fotoelektrickom účinku sú elektróny emitované do vákuového priestoru, zatiaľ čo pri fotovoltaickom efekte elektróny pri emisii vstupujú priamo do iného materiálu..

• Fotovoltaický efekt sa pozoruje medzi dvoma kovmi, ktoré sú v spojení spolu v roztoku, ale fotoelektrický efekt sa uskutočňuje v trubici s katódovým lúčom za účasti katódy a anódy pripojenej cez vonkajší obvod..

• Výskyt fotoelektrického efektu je v porovnaní s fotovoltaickým efektom ťažší.

• Kinetická energia emitovaných elektrónov hrá veľkú rolu v prúde produkovanom fotoelektrickým efektom, zatiaľ čo v prípade fotovoltaického efektu to nie je také dôležité..

• Vyžarované elektróny prostredníctvom fotovoltaického efektu sú tlačené cez spojovací potenciál na rozdiel od fotoelektrického efektu, keď nie je prítomný žiadny spojovací potenciál..

Snímky s láskavým dovolením:

1. Fotoelektrický efekt od Feitscherg (CC BY-SA 3.0)
2. Schematické znázornenie fotovoltaického efektu Ncouniotom (CC BY-SA 3.0)