
【电】 photogalvanic effect
light; ray; honour; merely; naked; scenery; smooth
【化】 light
【医】 light; phot-; photo-
affect; be obliged; feel; move; sense; touch
【化】 electrification
【医】 charge; electrify
effect
【医】 effect
光感起电效应(Photovoltaic Effect)是指某些材料在受到光照时产生电动势或电流的物理现象。该效应是太阳能电池工作的核心原理,其本质是光能直接转换为电能的过程。以下是详细解释:
当具有特定能带结构的半导体材料(如硅)受到光子照射时,若光子能量大于材料的禁带宽度(Band Gap),价带电子会被激发跃迁至导带,形成电子-空穴对。在材料内部的内建电场(通常由PN结形成)作用下,电子和空穴发生定向分离,从而在材料两端产生电压。这一过程无需外部电路即可实现能量转换。
该效应主要应用于:
"光感起电效应是光生伏特效应的中文译名,指半导体吸收光子后产生电势差的现象。"
"The photovoltaic effect enables direct conversion of light into electricity at the atomic level."
"Photovoltaic effect is the creation of voltage and electric current in a material upon exposure to light."
光生电压 (V{oc})(开路电压)的理论表达式为:
$$
V
其中 (k) 为玻尔兹曼常数,(T) 为温度,(q) 为电子电荷,(I_L) 为光生电流,(I_0) 为反向饱和电流。
光感起电效应通常指物质在光照条件下因光电效应产生电荷分离或电势差的现象,主要涉及以下两种类型的光电效应:
外光电效应
光照使材料表面的电子获得足够能量逸出,形成光电流。例如光电管中的金属阴极在紫外光照射下发射电子。这种现象是早期光电探测技术的基础。
内光电效应
光照改变材料内部载流子浓度,导致电阻率变化。例如光敏电阻在可见光下导电性增强,本质是半导体吸收光子后产生电子-空穴对,从而降低电阻。这种效应常用于光控开关和传感器。
此外,光伏效应(光生伏打效应)虽未被提及,但也属于光感起电的范畴,指光照使半导体PN结两侧产生电势差,直接输出电能,如太阳能电池的原理。
需注意,“光感起电效应”并非严格学术术语,实际应用中需根据具体机制区分不同类型的光电效应。如需进一步了解,可参考光电材料或半导体物理相关文献。
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