Tế bào quang điện là gì?

  • Tế bào quang điện hay còn gọi cell pin mặt trời (solar cell) là một thiết bị điện được làm bằng chất liệu silicon tinh thể.
  • Tế bào quang điện dùng trong thí nghiệm vật lí phổ thông đơn giản hơn rất nhiều.

Tế bào quang điện là gì? vật lý phổ thông

  • Cấu tạo tế bào quang điện: là bình bằng thạch anh đã hút hết không khí (tế bào quang điện chân không), bên trong có hai điện cực: anôt là một vòng dây kim loại; catôt có dạng một chỏm cầu bằng kim loại mà ta cần khảo sát (hoặc một lá kim loại mỏng uốn thành nửa hình trụ).

Tế bào quang điện là gì? vật lý phổ thông

  • Dụng cụ trên sơ đồ: kính lọc sắc $F$ , $G$ là một micrôampe kể để đo cường độ dòng điện $I$, $V$ đo hiệu điện thế giữa hai điểm $A,K$.
  • Hoạt động: Khi đóng mạch, di chuyển con chạy $C$ để $U_{AK}>0$. Chiếu chùm ánh sáng có bước sóng ngắn vào catôt, thì xảy ra hiện tượng quang điện và trong mạch xuất hiện dòng điện gọi là dòng quang điện, tạo nên bởi các electron bắn ra từ catôt đến cực anôt.

Hiệu suất quang điện

  • Cường độ dòng quang điện bão hòa

$I = ne,\ \ (1)$

trong đó

– $n$ là số electron bắn ra từ catôt đến anôt trong 1 s,

– $e$ là độ lớn điện tích của electron, $e = 1,6.10^{-19}C,$

– $I$ là cường độ dòng quang điện bão hòa trong tế bào quang điên ($A$).

Công suất của chùm sáng

$P = N\varepsilon, \ \ (2)$

trong đó

  • $N$ là số phôtôn đến kim loại ở catôt trong 1s.
  • $\varepsilon= hf$ là năng lượng của mỗi phôtôn ứng với chùm sáng đơn sắc chiếu tới catôt ($J$).
  • $P$ là công suất của chùm sáng ($W$).

Chú ý: trong các công thức (1) và (2) tính toán trong thời gian là 1s.

Hiệu suất của tế bảo quang điện

$H = \dfrac{n}{N}.100 \%$