ทำ Metalloids จัดแสดงโฟโตอิเล็กทริกเอฟเฟกต์ – วิธีที่โลหะไฟฟ้าแสดงศักยภาพสูงสุดของพวกเขา

โลหะเช่นทองแดง, เงิน, เป็นที่ทราบกันดีว่าทองคำและอลูมิเนียมแสดงเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก. โฟโตอิเล็กทริกเป็นปรากฏการณ์ที่อิเล็กตรอนถูกปล่อยออกมาจากตัวนำเมื่อสัมผัสกับแสง. อาจทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าได้หากทำอย่างถูกวิธี.

เมทัลลอยด์ (โลหะที่มีวาเลนซ์อิเล็กตรอนมากกว่าหนึ่งชนิด) สามารถใช้เป็นเซมิคอนดักเตอร์สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้เนื่องจากโลหะเหล่านี้ปล่อยอิเล็กตรอนที่สามารถเก็บเกี่ยวสำหรับไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์.

มีการค้นพบโลหะลอยด์ใน 1869 โดย Sir William Crookes และศึกษาอย่างละเอียดโดย Jean Perrin และ J.J. ทอมสันใน 1912 และ 1913 ตามลำดับ.

โฟโตอิเล็กทริกเอฟเฟกต์คือการปลดปล่อยอิเล็กตรอนโดยวัสดุซึ่งเป็นผลมาจากการส่องสว่างด้วยโฟตอน. ผลกระทบเกิดขึ้นครั้งแรกเมื่อ Alexandre-Edmond Becquerel ค้นพบว่าโลหะต่างๆ, เซมิคอนดักเตอร์, และตัวนำแสดงผล.

โลหะมีเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกที่แตกต่างกันสามประเภท: เชิงบวก, เชิงลบ, และศักยภาพเป็นศูนย์. ประเภทของวัตถุที่แสดงขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นของแสงตกกระทบ. โมเลกุลบางตัวยังแสดงผลโฟโตอิเล็กทริกด้วย, แต่สิ่งนี้ถูกทำให้เสียชื่อเสียงเป็นส่วนใหญ่ตั้งแต่มีการค้นพบกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนใน 1931.

ใน 1891, แมกซ์เวลล์ตีพิมพ์ทฤษฎีที่ว่าแสงมีปฏิสัมพันธ์กับสสารอย่างไร และแนะนำว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต้องมีสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กเพื่ออธิบายว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อแสงผ่านปริซึมและหักเหเป็นสีต่างๆ.

โฟโตอิเล็กทริกเอฟเฟกต์คืออะไรและเกี่ยวข้องกับโลหะอย่างไร?

Photoelectric Effect เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อพลังงานถูกดูดซับโดยวัสดุบางชนิดและพลังงานถูกปล่อยออกมาเป็นแสง. เกี่ยวข้องกับโลหะเพราะสามารถใช้กับแสงเพื่อทำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้.

เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกเกิดขึ้นเมื่อโลหะดูดซับพลังงานจากคลื่นแสงแล้วปล่อยเป็นพลังงานรูปแบบอื่น, ชอบความร้อน. กระบวนการนี้ช่วยให้เราใช้โลหะเหลวหรือเซมิคอนดักเตอร์ หรือแม้แต่วัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้.

โลหะเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีและเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกช่วยให้นักวิจัยเข้าใจว่าโลหะนำไฟฟ้าได้อย่างไร.

อิเล็กตรอนที่ทำให้เกิดการนำไฟฟ้าในโลหะ, เรียกอีกอย่างว่าการไหลของอิเล็กตรอน, ล้วนเกิดจากดวงอาทิตย์.

ผลกระทบของโฟโตอิเล็กทริกเป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพที่อิเล็กตรอนถูกปล่อยออกมาจากวัสดุเมื่อสัมผัสกับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นแสงหรือรังสีเอกซ์.

อะไรคือความแตกต่างที่สำคัญระหว่างวิธีที่โลหะและตัวนำทำงานในแสง?

เนื่องจากความแตกต่างในพฤติกรรมและรูปร่างที่แตกต่างกันของโลหะและตัวนำ, วัตถุทั้งสองนี้มีปฏิสัมพันธ์กับแสงอย่างไร มีความแตกต่างมากมาย.

แสงประกอบด้วยโฟตอนซึ่งเป็นอนุภาคที่มีโมเมนตัม. เมื่อโฟตอนกระทบตัวนำหรือโลหะ, มันถูกดูดซับโดยวัสดุแล้วปล่อยออกมาเป็นโฟโตอิเล็กตรอน.

มีความแตกต่างระหว่างวิธีที่วัตถุทั้งสองนี้มีพฤติกรรมเมื่อโดนแสงเพราะโลหะมีอิเล็กตรอนมากกว่าตัวนำ. ทำให้โลหะปล่อยอิเล็กตรอนจากทั้งสามทิศทางในขณะที่ตัวนำปล่อยอิเล็กตรอนจากทิศทางเดียวเท่านั้น.

มีความแตกต่างที่สำคัญมากมายระหว่างวิธีที่โลหะและตัวนำทำงานในแสง. ความแตกต่างที่สำคัญประการหนึ่งคือการตอบสนองของสนามไฟฟ้า. ตัวนำสร้างสนามไฟฟ้าที่สามารถสร้างกระแสไฟฟ้าได้ แต่เมื่อเป็นโลหะ, พวกเขาไม่ได้สร้างมันขึ้นมา.

โลหะและตัวนำมีพฤติกรรมแตกต่างกันในแสงเนื่องจากค่าการนำไฟฟ้าต่างกัน. โลหะดูดซับแสงในขณะที่ตัวนำสะท้อนแสง.

ตัวนำที่ไม่ใช่โลหะ เช่น โพลีเมอร์, เซรามิกส์, หรือยางมีพฤติกรรมแตกต่างกันในแสงเนื่องจากโครงสร้างโมเลกุลที่อิเล็กตรอนถูกแยกออก. ในโลหะ, อะตอมของโลหะมีปฏิสัมพันธ์เพื่อสร้างออร์บิทัลพันธะที่แยกตัวออกจากกันซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบต่อพฤติกรรมของโลหะในแสง.

ความแตกต่างระหว่างตัวนำและโลหะคืออะไร?

ตัวนำและโลหะเป็นวัสดุสองประเภทที่ผู้คนใช้ในการผลิตไฟฟ้า. ความแตกต่างระหว่างพวกเขาอยู่ในคุณสมบัติของพวกเขา. ตัวนำมีความอ่อนนุ่มและสามารถขึ้นรูปได้ง่าย, ในขณะที่โลหะนั้นแข็ง, เปราะและยืดหยุ่นน้อย.

อย่างไรก็ตาม, ทั้งสองเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าในธรรมชาติ. ดังนั้นถ้าคุณโยนตัวนำลงบนแผ่นโลหะ, จะเริ่มนำไฟฟ้า! ตัวนำไฟฟ้ายังใช้ทำไฟฟ้าได้อีกด้วย, แต่ต้องใช้แผ่นโลหะเพื่อการนี้เช่นกัน.

บทความนี้กล่าวถึงการทำงานร่วมกันของตัวนำและโลหะเพื่อสร้างวงจรไฟฟ้ารวมถึงความแตกต่างระหว่างคุณสมบัติเหล่านี้ในแง่ของคุณสมบัติ.

ตัวนำคือวัสดุที่นำไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานไปยังโหลด. ตัวนำสามารถทำจากทองแดงได้, อลูมิเนียม, หรือโลหะอื่นๆ. ตัวนำเหล่านี้อยู่ในลวดฉนวนหรือในของเหลวที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า.

โลหะเป็นศัพท์ทั่วไปสำหรับโลหะผสมของธาตุโลหะเกือบทุกชนิดที่มีองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะ เช่น คาร์บอน, ซิลิคอน, หรือออกซิเจน. มีโลหะหลายประเภทรวมทั้งทองแดง, อลูมิเนียมและเหล็กที่ใช้ในกระบวนการผลิตเหล็ก.

บทนำเกี่ยวกับตัวนำและโลหะนี้จะอธิบายความแตกต่างได้ดีขึ้น เพื่อให้คุณมีความเข้าใจมากขึ้นว่ามันคืออะไรและทำงานอย่างไร.

เหตุใดวัสดุตัวนำจึงแสดงพฤติกรรมต้านทานไฟฟ้าที่อุณหภูมิสูงและปริมาตรต่ำ?

นี่เป็นคำถามที่สำคัญสำหรับพวกเราทุกคน เพราะการรู้คำตอบจะช่วยอธิบายปรากฏการณ์การต่อต้านได้.

หนึ่งในปัญหาที่พบบ่อยที่สุดที่โลหะต้องเผชิญคือพวกมันไม่ใช่ตัวนำที่สมบูรณ์แบบ. เมื่อต้องเผชิญกับอุณหภูมิสูง, พวกเขาพัฒนาความต้านทานสูง. สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่ออะตอมของพวกมันจัดเรียงใหม่และอิเล็กตรอนมีอิสระในการนำไฟฟ้า.

ตัวนำคือโลหะหรือโลหะผสมที่ช่วยให้กระแสไฟฟ้าไหลได้, ในขณะที่ตัวต้านทานเป็นวัสดุที่ทำหน้าที่เป็นอุปสรรคต่อไฟฟ้า.

ไฟฟ้าเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่งที่ประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุ – อิเล็กตรอนและโปรตอน. ปริมาณประจุที่อนุภาคเหล่านี้ขนส่งเป็นตัวกำหนดการนำไฟฟ้า, ซึ่งเป็นสัดส่วนผกผันกับความต้านทาน.

เมื่อผ่านตัวนำโลหะ, สองสิ่งที่เกิดขึ้น: ตัวพาประจุไฟฟ้าข้ามวัสดุ, และการนำเกิดขึ้นด้วยความเร็วสูงเนื่องจากสนามไฟฟ้าขนาดใหญ่ภายในตัวนำไฟฟ้า. ที่ความเร็วสูงกว่าประมาณ 600 นางสาว, อิเล็กตรอนเริ่มสูญเสียพลังงานจลน์และหยุดเคลื่อนที่โดยสิ้นเชิง; ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการแพร่กระจายอิเล็กตรอน. สิ่งนี้ทิ้งอิเล็กตรอนอิสระใน an “ทะเลอิเล็กตรอน” ภายในตัวนำ.

ตัวนำมักจะทำตัวเหมือนโลหะที่อุณหภูมิห้อง. อย่างไรก็ตาม, เมื่อใช้ตัวนำในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงหรือปริมาณต่ำ, ความต้านทานเพิ่มขึ้นและความต้านทานระหว่างส่วนต่าง ๆ ของตัวนำเพิ่มขึ้นเนื่องจากการเพิ่มจำนวนของไอออน.

ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า สภาพต้านทาน และมักวัดโดยอุปกรณ์ที่เรียกว่าโพรบสี่จุด. อุปกรณ์นี้สามารถวัดอิมพีแดนซ์เทียบกับจุดหนึ่งบนตัวนำ, ซึ่งจะได้รับเป็นค่าความต้านทาน.

บทบาทของอนุภาคนาโนในเซลล์แสงอาทิตย์คืออะไร?

อนุภาคนาโนเป็นหน่วยการสร้างของเซลล์สุริยะแบบฟิล์มบาง. ในกระบวนการนี้, อนุภาคนาโนเติมช่องว่างในฟิล์มบางที่เจือด้วยโมเลกุล, ที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของโซลาร์เซลล์.

หน้าที่หลักของอนุภาคนาโนในกระบวนการนี้คือเชื่อมวัสดุประเภทต่างๆ. พวกมันสามารถนำอิเล็กตรอนระหว่างโมเลกุลและทำหน้าที่เป็นส่วนต่อประสานสำหรับวัสดุทั้งสองได้. อนุภาคนาโนสามารถลดข้อบกพร่องและช่วยสร้างฟิล์มที่สม่ำเสมอบนพื้นผิว/เซลล์.

ฟิล์มบางของอนุภาคนาโนยังมีความยืดหยุ่นและสามารถนำไปใช้กับงานอื่นๆ เช่น สีหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์.

เซลล์แสงอาทิตย์เป็นเครื่องมือสำคัญในการแปลงแสงเป็นไฟฟ้า. อุปกรณ์เหล่านี้ใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์, โดยทั่วไปแล้วซิลิคอน, เพื่อดูดซับแสงแดดและปล่อยอิเล็กตรอน.

บทบาทของอนุภาคนาโนในเซลล์แสงอาทิตย์คือการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการเซลล์แสงอาทิตย์. เป็นช่องทางให้อิเล็กตรอนไหลผ่านเพื่อให้ไปถึงจุดหมายได้ง่ายและรวดเร็วขึ้น.

อนุภาคนาโนยังใช้เป็นแนวทางในการปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการโซลาร์เซลล์ เนื่องจากสามารถช่วยดักจับความยาวคลื่นต่างๆ ของแสงแดด และลดวัสดุบางชนิดที่อาจสูญเสียไปเป็นพลังงานความร้อน.