
【電】 photogalvanic effect
light; ray; honour; merely; naked; scenery; smooth
【化】 light
【醫】 light; phot-; photo-
affect; be obliged; feel; move; sense; touch
【化】 electrification
【醫】 charge; electrify
effect
【醫】 effect
光感起電效應(Photovoltaic Effect)是指某些材料在受到光照時産生電動勢或電流的物理現象。該效應是太陽能電池工作的核心原理,其本質是光能直接轉換為電能的過程。以下是詳細解釋:
當具有特定能帶結構的半導體材料(如矽)受到光子照射時,若光子能量大于材料的禁帶寬度(Band Gap),價帶電子會被激發躍遷至導帶,形成電子-空穴對。在材料内部的内建電場(通常由PN結形成)作用下,電子和空穴發生定向分離,從而在材料兩端産生電壓。這一過程無需外部電路即可實現能量轉換。
該效應主要應用于:
"光感起電效應是光生伏特效應的中文譯名,指半導體吸收光子後産生電勢差的現象。"
"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."
光生電壓 (V{oc})(開路電壓)的理論表達式為:
$$
V
其中 (k) 為玻爾茲曼常數,(T) 為溫度,(q) 為電子電荷,(I_L) 為光生電流,(I_0) 為反向飽和電流。
光感起電效應通常指物質在光照條件下因光電效應産生電荷分離或電勢差的現象,主要涉及以下兩種類型的光電效應:
外光電效應
光照使材料表面的電子獲得足夠能量逸出,形成光電流。例如光電管中的金屬陰極在紫外光照射下發射電子。這種現象是早期光電探測技術的基礎。
内光電效應
光照改變材料内部載流子濃度,導緻電阻率變化。例如光敏電阻在可見光下導電性增強,本質是半導體吸收光子後産生電子-空穴對,從而降低電阻。這種效應常用于光控開關和傳感器。
此外,光伏效應(光生伏打效應)雖未被提及,但也屬于光感起電的範疇,指光照使半導體PN結兩側産生電勢差,直接輸出電能,如太陽能電池的原理。
需注意,“光感起電效應”并非嚴格學術術語,實際應用中需根據具體機制區分不同類型的光電效應。如需進一步了解,可參考光電材料或半導體物理相關文獻。
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