Fotoelektrik Etki ve Fotovoltaik Etki
Fotoelektrik etki ve fotovoltaik etkide elektronların yayılma yolları aralarındaki farkı yaratır. Bu iki terimdeki 'fotoğraf' öneki, bu iki sürecin de ışığın etkileşimi nedeniyle gerçekleştiğini gösterir. Aslında, ışıktan enerjinin emilmesiyle elektronların emisyonunu içerirler. Bununla birlikte, ilerleme adımları her durumda farklı olduğu için tanımları farklıdır. İki işlem arasındaki temel fark, fotoelektrik etkide elektronların uzaya yayılması, fotovoltaik etkide ise yayılan elektronların doğrudan yeni bir malzemeye girmesidir. Bunu burada ayrıntılı olarak tartışalım.
Fotoelektrik Etki Nedir?
Bu fikri 1905'te deneysel verilerle öneren Albert Einstein'dı. Ayrıca, tüm madde ve radyasyon formları için dalga-parçacık ikiliğinin varlığını doğrulayarak ışığın parçacık doğası hakkındaki teorisini açıkladı. Fotoelektrik etki deneyinde, bir süre boyunca bir metal üzerinde ışıktan kaçınıldığında, metal atomlarındaki serbest elektronların ışıktan enerji emebileceğini ve yüzeyden çıkıp kendisini uzaya yayacağını açıklar. Bunun olabilmesi için ışığın belirli bir eşik değerinden daha yüksek düzeyde bir enerji taşıması gerekir. Bu eşik değeri aynı zamanda ilgili metalin 'iş fonksiyonu' olarak da adlandırılır. Ve bu, elektronu kabuğundan çıkarmak için gereken minimum enerjidir. Sağlanan ek enerji, serbest bırakıldıktan sonra serbest hareket etmesine izin veren elektronun kinetik enerjisine dönüştürülecektir. Ancak sadece iş fonksiyonuna eşit enerji sağlanırsa, yayılan elektronlar metal yüzeyinde kalacak ve kinetik enerji eksikliğinden dolayı hareket edemeyecektir.
Işığın enerjisini maddesel kökenli bir elektrona aktarabilmesi için, ışığın enerjisinin aslında bir dalga gibi sürekli olmadığı, ayrık enerji paketleri olarak bilinen ayrık enerji paketlerinde geldiği düşünülmektedir. 'kuanta' Bu nedenle, ışığın her bir enerji kuantumunu tek tek elektronlara aktararak onları kabuklarından dışarı itmesi mümkündür. Ayrıca, metal, bir dış devre ile karşı tarafta bir alıcı anot bulunan bir vakumlu tüpte bir katot olarak sabitlendiğinde, katottan fırlatılan elektronlar, pozitif bir voltajda tutulan anot tarafından çekilecek ve bu nedenle, devreyi tamamlayan vakum içinde bir akım iletilir. Bu, Albert Einstein'ın 1921'de Fizik için Nobel Ödülü'nü kazanan bulgularının temeliydi.
Fotovoltaik Etki Nedir?
Bu fenomen ilk olarak Fransız Fizikçi A. E. Becquerel tarafından 1839'da bir çözeltiye daldırılmış ve ışığa maruz bırakılmış iki platin ve altın levhası arasında bir akım üretmeye çalıştığında gözlemlendi. Burada olan şey, metalin değerlik bandındaki elektronların ışıktan gelen enerjiyi emmesi ve uyarım üzerine iletim bandına sıçraması ve böylece serbest hareket etmesidir. Bu uyarılmış elektronlar daha sonra yerleşik bir bağlantı potansiyeli (Galvani Potansiyeli) tarafından hızlandırılır, böylece daha zor olan fotoelektrik etki durumunda olduğu gibi bir vakum alanını geçmenin aksine bir malzemeden diğerine doğrudan geçebilirler. Güneş pilleri bu konsepte göre çalışır.
Fotoelektrik Etki ile Fotovoltaik Etki arasındaki fark nedir?
• Fotoelektrik etkide elektronlar bir vakum boşluğuna yayılırken, fotovoltaik etkide elektronlar emisyon üzerine doğrudan başka bir malzemeye girer.
• Bir çözeltide birbiriyle bağlantılı iki metal arasında fotovoltaik etki gözlenir, ancak fotoelektrik etki, bir katot ışın tüpünde bir katot ve harici bir devre ile bağlanan bir anotun katılımıyla gerçekleşir.
• Fotoelektrik etkinin meydana gelmesi, fotovoltaik etki ile karşılaştırıldığında daha zordur.
• Yayılan elektronların kinetik enerjisi, fotoelektrik etki tarafından üretilen akımda büyük bir rol oynar, ancak fotovoltaik etki durumunda çok önemli değildir.
• Fotovoltaik etki yoluyla yayılan elektronlar, bağlantı potansiyelinin olmadığı fotoelektrik etkinin aksine bir bağlantı potansiyeli aracılığıyla itilir.
