Долгие годы, до появления трубки Л. А. Кубецкого, наполнение газом было единственным способом усиления фототока в самом элементе. Однако газонаполненные фотоэлементы, несмотря на свои большие преимущества, имеют и недостатки.

Обладая большей чувствительностью по сравнению с вакуумными, они менее стабильны. Кроме того, в них имеет место инерция, то-есть фототок в таких фотоэлементах возникает и исчезает с запаздыванием по отношению к соответствующему изменению светового сигнала. На световые колебания больше 10 ООО периодов в секунду газонаполненные фотоэлементы практически не реагируют. Поэтому их не применяют там, где необходимо превращать в ток чрезвычайно быстро следующие друг за другом световые вспышки.

Электропроводность проводника зависит от числа свободных, не связанных с атомами электронов, находящихся в единице его объема. У проводников количество таких электронов велико, поэтому действием света не удается увеличить их число так. чтобы заметно изменилась проводимость испытываемого проводника. У полупроводников — закиси меди, селена

и т. д., где свободных электронов мало, действие света, переводя некоторое количество связанных электронов в свободные, заметно изменяет проводимость.

Изменение электропроводности полупроводника под действием света называется внутренним фотоэффектом. В данном случае световая энергия затрачивается на переход электрона внутри полупроводника из одного состояния в другое.

Современные фотоэлементы с внутренним фотоэффектом представляют собой пластинку изолятора (стекла или кварца) с нанесенными на ней' электродами. Пластинка покрыта тонким слоем полупроводника, например селена.

В качестве электродоб в этих фотоэлементах служат тонкие, разделенные промежутками, серебряные, золотые или платиновые пленки. На поверхность изолятора они наносятся испарением металла или каким-нибудь другим методом.

Следует отметить, что фотоэлементы с внутренним фотоэффектом, особенно серно-свинцовые, чувствительны к инфракрасному цвету. Они хорошо реагируют на тепловые лучи.

К сожалению, такие фотоэлементы имеют большую инерцию. Это обстоятельство сильно ограничивает их применение.

ФОТОЭЛЕМЕНТЫ С «ЗАПИРАЮЩИМ СЛОЕМ»

Э ффект «запирающего слоя» заключается в переходе электронов под действием света из полупроводника в проводник, а в некоторых случаях наоборот — из проводника в полупроводник.

Впервые этот эффект наблюдал в 1888 году профессор Казанского университета В. А. Ульянин.

fotobookplus.com

Фотоэлемент с запирающим слоем устроен очень просто.

Он представляет собой медную пластинку толщиной в 1 мм с находящимся на ней слоем закиси меди толщиной около 0,1 мм. К слою закиси прижимается металлическая проволочная сетка. К этой сетке и одному из электродов и присоединяется один конец внешней цепи. Другой конец цепи присоединяется к медной пластинке.

При падении на поверхность закиси меди потока света электроны, пробиваясь через пограничный слой, начинают переходить из закиси меди в медь. Переброшенные в медь электроны вынуждены возвратиться обратно через внешнюю цепь, если сопротивление внешней цепи меньше сопротивления «запирающего слоя». В цепи фотоэлемента возникает фототок.

Очевидно, такое движение электронов происходит при условии, что сопротивление «запирающего слоя» больше сопротивления цепи.

Эти фотоэлементы называются фотоэлементами с запирающим слоем.