光伏效应的原理是什么
“光生伏特效应”,简称“光伏效应”,英文名称:Photovoltaic effect。指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量的过程;其次,是形成电压过程
HV和HEV我没听过。
新能源方面:
EV是电动汽车的意思,即Electric Vehicle的简写;
PV是光伏的意思,即Photovoltaic的简写。
望采纳,谢谢。
光电效应是一个很重要而神奇的现象,简单来说,具体指在一定频率光子的照射下,某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流,从能量转化的角度来看,这是一个光生电,光能转化为电能的过程。
光电效应的公式:hv=ek+w。
其中,hv是光频率为v的光子所带有的能量,h为普朗克常量,v是光子的频率,ek是电子的最大初动能,w是被激发物质的逸出功。
一、光电效应的基本性质
1、每一种金属在产生光电效应时都存在极限频率,或称截止频率,即照射光的频率不能低于某一临界值。相应的波长被称做极限波长,或称红限波长,当入射光的频率低于极限频率时,无论多强的光都无法使电子逸出。
2、光电效应中产生的光电子的速度与光的频率有关,而与光强无关。
3、光电效应的瞬时性。实验发现,即几乎在照到金属时立即产生光电流,响应时间不超过十的负九次方秒( 1ns )。
4、入射光的强度只影响光电流的强弱,即只影响在单位时间单位面积内逸出的光电子数目。
二、光电效应的逸出功
逸出功指的是,光照射金属时,电子从金属表面逃逸必须要克服束缚而做的功。
常用单位是电子伏特eV,金属材料的逸出功不但与材料的性质有关,还与金属表面的状态有关,在金属表面涂覆不同的材料可以改变金属逸出功的大小。当外界的光能量低于逸出功时,不会发生光电效应。
三、理解光电效应需注意的几个地方
1、体现的是粒子性。
2、光电效应的发生条件是光子频率必须大于等于截止频率,即光子能量要够大。
3、光电效应发生时间极短,没有滞后。
4、一个光子对应一个电子,激发出来的叫光电子。
5、光的强度增加,指的是单位时间内的光子个数增加。光强的增加会增加电流的大小,不会增加电子的初动能。
扩展资料:
光电效应现象是赫兹在做证实麦克斯韦的电磁理论的火花放电实验时,偶然发现的,而这一现象却成了突破麦克斯韦电磁理论的一个重要证据。
爱因斯坦在研究光电效应时给出的光量子解释,不仅推广了普朗克的量子理论,证明波粒二象性不只是能量才具有,光辐射本身也是量子化的,同时为唯物辩证法的对立统一规律提供了自然科学证据,具有不可估量的哲学意义。
这一理论还为波尔的原子理论和德布罗意物质波理论奠定了基础,密立根的定量实验研究不仅从实验角度为光量子理论进行了证明,同时也为波尔原子理论提供了证据。
1905年,爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广。
他指出,不仅黑体和辐射场的能量交换是量子化的,而且辐射场本身就是由不连续的光量子组成,每一个光量子的能量与辐射场频率之间满足ε=hν,即它的能量只与光量子的频率有关,而与强度(振幅)无关。
根据爱因斯坦的光量子理论,射向金属表面的光,实质上就是具有能量ε=hν的光子流。
如果照射光的频率过低,即光子流中每个光子能量较小,当他照射到金属表面时,电子吸收了这一光子,它所增加的ε=hν的能量仍然小于电子脱离金属表面所需要的逸出功,电子就不能脱离开金属表面,因而不能产生光电效应。
如果照射光的频率高到能使电子吸收后其能量足以克服逸出功而脱离金属表面,就会产生光电效应。此时逸出电子的动能、光子能量和逸出功之间的关系可以表示成:光子能量-移出一个电子所需的能量(逸出功)=被发射的电子的最大初动能。
即:Εk(max)=hv-W0,这就是爱因斯坦光电效应方程。
参考资料来源:百度百科:光电效应
一、原理不同
光电效应:光电效应的原理是在高于某特定频率的电磁波照射下,某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流。
光伏效应:光伏效应的原理是将太阳光照进行转化的过程,光子转化为电子,光能转化为电能,然后再形成电压,即光生伏特效应。
二、现象不同
光电效应:光电效应的现象是当光照射到金属表面时,金属内部的自由电子从表面逃逸出来的现象。
光伏效应:光伏效应的现象是光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。
三、材料不同
光电效应:光电效应的材料通常为金属材料。
光伏效应:光伏效应的材料通常为半导体材料。
四、应用不同
光电效应:光电效应用于制造光电倍增管、光控制电器、光电倍增管等。
光伏效应:光伏效应用于太阳能电源、家庭灯具电源、光伏电站、太阳能建筑等。
参考资料来源:百度百科-光伏效应
参考资料来源:百度百科-光电效应
如果发明出来了能利用红外发电的光伏电池,应该可以获得诺贝尔奖了,因为只要不是绝对零度的物体随时都在辐射红外光,这样的光伏电池晚上也就可以发电了。
1.外光电效应
指在光的照射下,材料中的电子逸出表面的现象。 光电管 及 光电倍增管 均属这一类。它们的光电发射极,即光明极就是用具有这种特性的 材料制造 的。
2.内光电效应
指在光的照射下,材料的电阻率发生改变的现象。光敏电阻即属此类。
光电效应
光照射到某些物质上 , 引起物质的电性质发生变化 , 这类光致电变的现象统称为光电 效应。 光电效应一般分为外光电效应和内光电效应。 内光电效应是被光激发所产生的载流子 (自由电子或空穴)仍在物质内部运动,使物质的电导率发生变化或产生光生伏特的现象。 外光电效应是被光激发产生的电子逸出物质表面,形成真空中的电子的现象。
一、 外光电效应在光线的作用下, 物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外 光电效应。 向外发射的电子叫做光电子。 基于外光电效应的光电器件有光电管、 光电倍增管 等。
光子是具有能量的粒子,每个光子的能量:E=hvh— 普朗克常数, 6.626×10-34J·s ν— 光的频率(s -1)根据爱因斯坦假设,一个电子只能接受一个光子的能量,所以要使一个电 子从物体表面逸出, 必须使光子的能量大于该物体的表面逸出功, 超过部分的能量表现为逸 出电子的动能。 外光电效应多发生于金属和金属氧化物, 从光开始照射至金属释放电子所需 时间不超过 10-9s 。
根据能量守恒定理
E=hv-W
该方程称为爱因斯坦光电效应方程。
二、 内光电效应当光照在物体上, 使物体的电导率发生变化, 或产生光生电动势的 现象。分为光电导效应和光生伏特效应(光伏效应) 。
1 光电导效应在光线作用下, 电子吸收光子能量从键合状态过度到自由状态, 而引 起材料电导率的变化。 当光照射到光电导体上时, 若这个光电导体为本征半导体材料, 且光 辐射能量又足够强,光电材料价带上的电子将被激发到导带上去,使光导体的电导率变大。 基于这种效应的光电器件有光敏电阻。
2 光生伏特效应在光作用下能使物体产生一定方向电动势的现象。 基于该效应的 器件有光电池和光敏二极管、三极管。
① 垒效应(结光电效应)光照射 PN 结时,若 hf ≧ Eg ,使价带中的电子跃迁到导 带,而产生电子空穴对,在阻挡层内电场的作用下,电子偏向 N 区外侧,空穴 偏向 P 区外侧,使 P 区带正电, N 区带负电,形成光生电动势。
② 侧向光电效应(丹培效应)当半导体光电器件受光照不均匀时,光照部分产生 电子空穴对,载流子浓度比未受光照部分的大,出现了载流子浓度梯度,引起 载流子扩散,如果电子比空穴扩散得快,导致光照部分带正电,未照部分带负 电,从而产生电动势,即为侧向光电效应。
③ 光电磁效应半导体受强光照射并在光照垂直方向外加磁场时, 垂直于光和磁场 的半导体两端面之间产生电势的现象称为光电磁效应, 可视之为光扩散电流的 霍尔效应。④贝克勒耳效应是指液体中的光生伏特效应。当光照射浸在电解液 中的两个同样电极中的一个电极时, 在两个电极间产生电势的现象称为贝克勒 耳效应。感光电池的工作原理基于此效应。