I. Hiện tượng quang điện trong
– Chất quang dẫn: là chất bán dẫn có tính dẫn điện kém khi không bị chiếu sáng và trở thành dẫn điện tốt khi bị chiếu ánh sáng thích hợp.
– Hiện tượng quang điện trong: là hiện tượng ánh sáng giải phóng các electron liên kết thành các electron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống tham gia vào quá trình dẫn điện.
– Hiện tượng quang dẫn: là hiện tượng giảm điện trở suất, tức là tăng độ dẫn điện của bán dẫn khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào.
Giải thích: Khi bán dẫn được chiếu sáng bằng chùm sáng có bước sóng thích hợp thì trong bán dẫn có thêm electron dẫn và lỗ trống được tạo thành. Do đó, mật độ hạt tải điện tăng, tức là điện trở suất của nó giảm. Cường độ ánh sáng chiếu vào bán dẫn càng mạnh thì điện trở suất của nó càng nhỏ.
II. Ứng dụng của chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong
– Quang trở:
+ Quang trở là một điện trở làm bằng chất quang dẫn. Nó cấu tạo gồm một sợi dây bằng chất quang dẫn gắn trên một đế cách điện.
+ Điện trở của quang điện trở có thể thay đổi từ vài Megaôm (rất lớn) khi không được chiếu sáng xuống vài chục ôm khi được chiếu sáng thích hợp.
+ Ứng dụng: lắp vào các mạch khuếch đại trong các thiết bị điều khiển bằng ánh sáng, trong các máy đo ánh sáng.
– Pin quang điện (Pin mặt trời):
+ Là nguồn điện, trong đó quang năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng.
+ Hoạt động: dựa vào hiện tượng quang điện trong xảy ra bên cạnh một lớp chặn (lớp chuyển tiếp)
+ Cấu tạo: Tấm bán dẫn n, bên trên có phủ một lớp mỏng bán dẫn loại p. Mặt trên cùng là lớp kim loại mỏng trong suốt với ánh sáng và dưới cùng là một đế kim loại.
+ Hiệu suất: Chỉ vào khoảng trên dưới 10%
Ứng dụng: trong các máy đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi, .. Ngày nay người ta đã chế tạo thành công otô và máy bay chạy bằng pin quang điện.