Fotoelektr effekti va fotovoltaik effekt
Fotoelektrik effekt va fotovoltaik effektda elektronlarni chiqarish usullari ular orasidagi farqni yaratadi. Ushbu ikki atamadagi "fotosurat" prefiksi bu ikkala jarayon ham yorug'likning o'zaro ta'siri tufayli sodir bo'lishini ko'rsatadi. Aslida, ular yorug'likdan energiyani yutish orqali elektronlarning emissiyasini o'z ichiga oladi. Biroq, ular ta'rifi jihatidan farq qiladi, chunki har bir holatda rivojlanish bosqichlari boshqacha. Ikkala jarayon o'rtasidagi asosiy farq shundaki, fotoelektrik effektda elektronlar bo'shliqqa chiqariladi, fotovoltaik effektda esa chiqarilgan elektronlar to'g'ridan-to'g'ri yangi materialga kiradi. Buni shu yerda batafsil muhokama qilamiz.
Fotoelektrik effekt nima?
Bu g'oyani 1905 yilda eksperimental ma'lumotlar orqali Albert Eynshteyn taklif qilgan. Shuningdek, u yorug'likning zarracha tabiati haqidagi nazariyasini materiya va nurlanishning barcha shakllari uchun to'lqin-zarracha ikkiligi mavjudligini tasdiqlash orqali tushuntirdi. Fotoelektrik effekt bo'yicha o'z tajribasida u yorug'lik metallga ma'lum vaqt o'tkazilsa, metall atomlaridagi erkin elektronlar yorug'lik energiyasini o'zlashtirishi va o'zini kosmosga chiqaradigan sirtdan chiqishi mumkinligini tushuntiradi. Bu sodir bo'lishi uchun yorug'lik ma'lum bir chegara qiymatidan yuqori energiya darajasini ko'tarishi kerak. Ushbu chegara qiymati tegishli metallning "ish funktsiyasi" deb ham ataladi. Va bu elektronni qobig'idan olib tashlash uchun zarur bo'lgan minimal energiya. Taqdim etilgan qo'shimcha energiya elektronning kinetik energiyasiga aylanadi, bu esa chiqarilgandan keyin erkin harakatlanishiga imkon beradi. Biroq, agar faqat ish funktsiyasiga teng energiya ta'minlansa, chiqarilgan elektronlar kinetik energiya etishmasligi tufayli harakat qila olmaydigan metall yuzasida qoladi.
Yorug'lik energiyasini moddiy kelib chiqishi bo'lgan elektronga o'tkazishi uchun yorug'lik energiyasi aslida to'lqin kabi uzluksiz emas, balki diskret energiya paketlarida keladi, deb taxmin qilinadi. Shunday qilib, yorug'lik har bir energiya kvantini alohida elektronlarga o'tkazib, ularni qobiqdan tashqariga chiqarishi mumkin. Bundan tashqari, metall katod sifatida vakuum trubkasida qabul qiluvchi anodga qarama-qarshi tomondan tashqi kontaktlarning zanglashiga olib o'rnatilganda, katoddan chiqarilgan elektronlar musbat kuchlanishda saqlanadigan anod tomonidan tortiladi., shuning uchun vakuum ichida oqim o'tkazilib, kontaktlarning zanglashiga olib keladi. Bu Albert Eynshteynning fizika bo'yicha 1921 yilda Nobel mukofotiga sazovor bo'lgan topilmalariga asos bo'ldi.
Fotovoltaik effekt nima?
Bu hodisani birinchi marta fransuz fizigi A. E. Bekkerel 1839 yilda eritmaga botirilgan va yorugʻlik taʼsirida boʻlgan ikkita platina va oltin plitalari oʻrtasida tok hosil qilmoqchi boʻlganida kuzatilgan. Bu erda sodir bo'ladigan narsa shundaki, metallning valentlik zonasidagi elektronlar yorug'lik energiyasini o'zlashtiradi va qo'zg'alish paytida o'tkazuvchanlik zonasiga o'tadi va shu bilan erkin harakatlanadi. Keyinchalik bu qo'zg'atilgan elektronlar o'rnatilgan bog'lanish potentsiali (Galvani potentsiali) bilan tezlashadi, shunda ular fotoelektrik effektdagi kabi vakuum bo'shlig'ini kesib o'tishdan farqli ravishda bir materialdan ikkinchisiga to'g'ridan-to'g'ri o'tishlari mumkin, bu esa qiyinroq. Quyosh xujayralari shu kontseptsiya asosida ishlaydi.
Fotoelektr effekti va fotovoltaik effekt oʻrtasidagi farq nima?
• Fotoelektrik effektda elektronlar vakuum fazosiga chiqariladi, fotovoltaik effektda esa elektronlar emissiya paytida bevosita boshqa materialga kiradi.
• Fotovoltaik effekt eritmada bir-biri bilan bogʻlangan ikkita metal oʻrtasida kuzatiladi, lekin fotoelektr effekti tashqi zanjir orqali ulangan katod va anod ishtirokida katod nurlari trubkasida sodir boʻladi.
• Fotoelektr effektining paydo boʻlishi fotovoltaik effektga nisbatan qiyinroq.
• Chiqarilgan elektronlarning kinetik energiyasi fotoelektr effekti natijasida hosil boʻladigan oqimda katta rol oʻynaydi, fotovoltaik effektda esa unchalik muhim emas.
• Fotovoltaik effekt orqali chiqarilgan elektronlar birlashma potentsiali bo'lmagan fotoelektrik effektdan farqli o'laroq, ulanish potentsialidan o'tadi.
