Номер 4, страница 54, часть 2 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

4. Что такое вентильный фотоэлемент? Где он применяется?

4. Вентильный фотоэлемент — это полупроводниковый прибор, который преобразует энергию света непосредственно в электрическую энергию. Его действие основано на фотовольтаическом эффекте (или вентильном фотоэффекте), который возникает в области p-n-перехода или на границе полупроводника с металлом. Название "вентильный" происходит от того, что p-n-переход обладает односторонней проводимостью, подобно электрическому вентилю (диоду).

Принцип действия заключается в следующем: когда кванты света (фотоны) с достаточной энергией попадают на фотоэлемент, они поглощаются полупроводником и создают в нем подвижные пары носителей заряда "электрон-дырка". Внутреннее электрическое поле, существующее в области p-n-перехода, разделяет эти пары: электроны перемещаются в n-область, а дырки — в p-область. В результате на выводах элемента накапливаются разноименные заряды и возникает разность потенциалов, называемая фото-ЭДС (электродвижущая сила). Если к фотоэлементу подключить внешнюю нагрузку, в цепи потечёт электрический ток.

Важной особенностью вентильного фотоэлемента является то, что он работает как генератор тока и не требует внешнего источника напряжения, в отличие, например, от фоторезистора.

Где он применяется:

Вентильные фотоэлементы являются основой солнечных батарей и находят широкое применение в различных областях:

- Солнечная энергетика: в солнечных электростанциях и частных системах энергоснабжения для преобразования солнечной энергии в электрическую.

- Космическая промышленность: как основной источник энергии для искусственных спутников, орбитальных станций и межпланетных аппаратов.

- Бытовая и портативная электроника: для автономного питания калькуляторов, часов, зарядных устройств, садовых светильников и других маломощных устройств.

- Автоматика и измерительная техника: в качестве фотодатчиков в системах сигнализации, турникетах, в экспонометрах фотоаппаратов для измерения уровня освещенности.

Ответ: Вентильный фотоэлемент — это полупроводниковый прибор, преобразующий световую энергию в электрическую за счёт фотовольтаического эффекта в p-n-переходе. Он применяется в солнечных батареях для выработки электроэнергии, в космической технике, портативной электронике и в качестве различных фотодатчиков.