Fotoelektrik effekti vs Fotovoltaik effekt
Fotoelektrik effekt və fotovoltaik effektdə elektronların buraxılma yolları onlar arasında fərq yaradır. Bu iki termindəki "foto" prefiksi hər iki prosesin işığın qarşılıqlı təsiri nəticəsində baş verdiyini göstərir. Əslində, onlar işıqdan enerjinin udulması ilə elektronların emissiyasını əhatə edir. Bununla belə, hər bir halda irəliləyişin addımları fərqli olduğu üçün onlar tərif baxımından fərqlənirlər. İki proses arasındakı əsas fərq ondan ibarətdir ki, fotoelektrik effektdə elektronlar kosmosa yayılır, fotovoltaik effektdə isə buraxılan elektronlar birbaşa yeni materiala daxil olur. Gəlin bunu burada ətraflı müzakirə edək.
Fotoelektrik effekt nədir?
Bu ideyanı 1905-ci ildə eksperimental məlumatlar vasitəsilə təklif edən Albert Eynşteyn idi. O, həmçinin işığın zərrəcik təbiəti haqqında nəzəriyyəsini bütün maddə və şüalanma formaları üçün dalğa-zərrəcik ikiliyinin mövcudluğunu təsdiq etməklə izah etdi. Fotoelektrik effektlə bağlı təcrübəsində o izah edir ki, işıq bir müddət metaldan yayındıqda, metal atomlarındakı sərbəst elektronlar işıqdan enerji udur və özünü kosmosa yayaraq səthdən çıxa bilir. Bunun baş verməsi üçün işığın müəyyən bir eşik dəyərdən daha yüksək bir enerji səviyyəsini daşıması lazımdır. Bu hədd dəyər həm də müvafiq metalın “iş funksiyası” adlanır. Və bu, elektronu qabığından çıxarmaq üçün lazım olan minimum enerjidir. Təmin edilən əlavə enerji elektronun kinetik enerjisinə çevrilərək sərbəst buraxıldıqdan sonra onun sərbəst hərəkət etməsinə imkan verəcəkdir. Bununla belə, yalnız iş funksiyasına bərabər enerji təmin edilərsə, buraxılan elektronlar kinetik enerjinin olmaması səbəbindən hərəkət edə bilməyəcək şəkildə metalın səthində qalacaqlar.
İşığın enerjisini maddi mənşəli elektrona ötürməsi üçün belə hesab edilir ki, işığın enerjisi əslində dalğa kimi davamlı deyil, diskret enerji paketləri şəklində gəlir. Buna görə də işığın hər bir enerji kvantını ayrı-ayrı elektronlara ötürməsi mümkündür ki, onları öz qabığından çıxarsın. Bundan əlavə, metal xarici dövrə ilə qarşı tərəfdə qəbuledici anod olan bir vakuum borusunda katod kimi sabitləndikdə, katoddan atılan elektronlar müsbət gərginlikdə saxlanılan anod tərəfindən cəlb ediləcək və, buna görə də, dövrəni tamamlayan vakuum daxilində bir cərəyan ötürülür. Bu, Albert Eynşteynin 1921-ci ildə Fizika üzrə Nobel Mükafatını qazandıran tapıntılarının əsası idi.
Fotovoltaik effekt nədir?
Bu fenomeni ilk dəfə fransız fiziki A. E. Bekkerel 1839-cu ildə məhlula batırılmış və işığa məruz qalan iki platin və qızıl lövhə arasında cərəyan yaratmağa çalışarkən müşahidə etmişdir. Burada baş verən budur ki, metalın valent zolağında olan elektronlar işıqdan enerji alır və həyəcanlanma zamanı keçiricilik zolağına sıçrayaraq sərbəst hərəkət edir. Bu həyəcanlanmış elektronlar daha sonra daxili birləşmə potensialı (Qalvani potensialı) ilə sürətləndirilir ki, onlar fotoelektrik effektdə olduğu kimi vakuum məkanını keçməkdən fərqli olaraq bir materialdan digərinə birbaşa keçə bilsinlər, bu daha çətindir. Günəş batareyaları bu konsepsiya üzərində işləyir.
Fotoelektrik effektlə Fotovoltaik effekt arasında fərq nədir?
• Fotoelektrik effektdə elektronlar vakuum məkanına buraxılır, fotovoltaik effektdə isə elektronlar emissiya zamanı birbaşa başqa materiala daxil olur.
• Fotovoltaik effekt məhlulda bir-biri ilə əlaqəli olan iki metal arasında müşahidə olunur, lakin fotoelektrik effekt xarici dövrə vasitəsilə birləşdirilmiş katod və anodun iştirakı ilə katod şüa borusunda baş verir.
• Fotoelektrik effektin baş verməsi fotovoltaik effektlə müqayisədə daha çətindir.
• Emissiya olunan elektronların kinetik enerjisi fotoelektrik effektin yaratdığı cərəyanda böyük rol oynayır, halbuki fotovoltaik effektdə o qədər də vacib deyil.
• Fotovoltaik effekt vasitəsilə buraxılan elektronlar heç bir əlaqə potensialının olmadığı fotoelektrik effektdən fərqli olaraq qovşaq potensialından keçir.
