Фотоэлементы с внешним фотоэффектом

Фотоэффект можно использовать для превращения энергии излучения в электрическую энергию.

Прибор, с помощью которого осуществляется такое превращение энергии, называется фотоэлементом. Фотоэлементы, действие которых основано на внешнем фотоэффекте, имеют следующее устройство.

Внутренняя поверхность стеклянного баллона, из которого удален воздух, покрывается светочувствительным слоем К. с небольшим «окном» 0 для доступа света внутрь баллона (рис. 35.6). В центре баллона помещается металлическое кольцо А. От светочувствительного слоя К и кольца А делаются выводы для присоединения к электрической цепи. Внешний вид такого фотоэлемента и его условное изображение показаны на рис. 35.7.

Для получения светочувствительного слоя часто используются щелочные металлы, имеющие низкую работу выхода и поэтому чувствительные к видимому свету. Изготовляют также фотоэлементы, чувствительные только к ультрафиолетовым лучам.

В фотоэлементах с внешним фотоэффектом происходит превращение лишь незначительной части энергии излучения в электрическую, поэтому в качестве источников электрической энергии они не применяются. Эти фотоэлементы используются для автоматического управления электрическими цепями с помощью сигналов, создаваемых видимым и ультрафиолетовым излучением.

К достоинствам таких фотоэлементов относится их безынерционность и пропорциональность фототока интенсивности излучения, что позволяет использовать их в фотометрии. К недостаткам относятся: слабый ток в цепи фотоэлемента (который, однако, можно усилить с помощью электронных ламп), недостаточная чувствительность к длинноволновому излучению, хрупкость и сравнительная сложность изготовления. Иногда для усиления тока в фотоэлементе его заполняют разреженным газом, который ионизируется летящими электронами. Такие фотоэлементы работают при более высоком напряжении между электродами. Величина тока в таких элементах уже не пропорциональна освещенности.