Efekti fotoelektrik kundrejt efektit fotovoltaik
Mënyrat në të cilat elektronet emetohen në efektin fotoelektrik dhe efektin fotovoltaik krijojnë dallimin midis tyre. Parashtesa "foto" në këto dy terma sugjeron që të dy këto procese ndodhin për shkak të ndërveprimit të dritës. Në fakt, ato përfshijnë emetimin e elektroneve nga thithja e energjisë nga drita. Megjithatë, ato ndryshojnë në përkufizim pasi hapat e progresionit janë të ndryshëm në secilin rast. Dallimi kryesor midis dy proceseve është se në efektin fotoelektrik, elektronet emetohen në hapësirë, ndërsa, në efektin fotovoltaik, elektronet e emetuara drejtpërdrejt hyjnë në një material të ri. Le ta diskutojmë këtë në detaje këtu.
Çfarë është Efekti Fotoelektrik?
Ishte Albert Einstein ai që propozoi këtë ide në 1905 përmes të dhënave eksperimentale. Ai gjithashtu shpjegoi teorinë e tij mbi natyrën e grimcave të dritës duke konfirmuar ekzistencën e dualitetit valë-grimcë për të gjitha format e materies dhe rrezatimit. Në eksperimentin e tij në efektin fotoelektrik, ai shpjegon se kur drita shmanget nga një metal për një periudhë, elektronet e lira në atomet e metalit mund të thithin energji nga drita dhe të dalin nga sipërfaqja duke emetuar veten në hapësirë. Në mënyrë që kjo të ndodhë, drita duhet të mbajë një nivel energjie më të lartë se një vlerë e caktuar pragu. Kjo vlerë pragu quhet edhe 'funksioni i punës' i metalit përkatës. Dhe kjo është energjia minimale që nevojitet për të hequr elektronin nga guaska e tij. Energjia shtesë e ofruar do të shndërrohet në energji kinetike të elektronit duke e lejuar atë të lëvizë lirshëm pasi të lëshohet. Megjithatë, nëse sigurohet vetëm energjia e barabartë me funksionin e punës, elektronet e emetuara do të mbeten në sipërfaqen e metalit, të paaftë për të lëvizur për shkak të mungesës së energjisë kinetike.
Që drita të transferojë energjinë e saj në një elektron me origjinë materiale, mendohet se energjia e dritës, në fakt, nuk është e vazhdueshme si një valë, por vjen në paketa diskrete të energjisë që njihen si 'kuanta' Prandaj, është e mundur që drita të transferojë çdo kuantë energjetike tek elektronet individuale duke i bërë ato të largohen nga guaska e tyre. Për më tepër, kur metali fiksohet si katodë në një tub vakum me një anodë marrëse në anën e kundërt me një qark të jashtëm, elektronet që nxirren nga katoda do të tërhiqen nga anoda, e cila mbahet në një tension pozitiv dhe, pra, një rrymë po transmetohet brenda vakumit, duke përfunduar qarkun. Kjo ishte baza e gjetjeve të Albert Ajnshtajnit që i dhanë atij Çmimin Nobel në vitin 1921 për Fizikë.
Çfarë është Efekti Fotovoltaik?
Ky fenomen u vëzhgua për herë të parë nga fizikani francez A. E. Becquerel në 1839, kur ai u përpoq të prodhonte një rrymë midis dy pllakave prej platini dhe ari, të zhytura në një tretësirë dhe që ekspozohej ndaj dritës. Ajo që ndodh këtu është se elektronet në brezin e valencës së metalit thithin energjinë nga drita dhe pas ngacmimit kërcejnë në brezin e përcjelljes dhe kështu bëhen të lirë për të lëvizur. Këto elektrone të ngacmuara më pas përshpejtohen nga një potencial bashkimi i integruar (Potenciali Galvani) në mënyrë që ata të mund të kalojnë drejtpërdrejt nga një material në tjetrin në kontrast me kalimin e një hapësire vakumi si në rastin e efektit fotoelektrik, që është më i vështirë. Qelizat diellore funksionojnë sipas këtij koncepti.
Cili është ndryshimi midis Efektit Fotoelektrik dhe Efektit Fotovoltaik?
• Në efektin fotoelektrik, elektronet emetohen në një hapësirë vakum, ndërsa, në efektin fotovoltaik, elektronet hyjnë drejtpërdrejt në një material tjetër pas emetimit.
• Efekti fotovoltaik vërehet ndërmjet dy metaleve që janë në lidhje me njëri-tjetrin në një tretësirë, por efekti fotoelektrik ndodh në një tub me rreze katodë me pjesëmarrjen e një katode dhe një anode të lidhur nëpërmjet një qarku të jashtëm.
• Shfaqja e efektit fotoelektrik është më e vështirë kur krahasohet me efektin fotovoltaik.
• Energjia kinetike e elektroneve të emetuara luan një rol të madh në rrymën e prodhuar nga efekti fotoelektrik ndërsa nuk është aq i rëndësishëm në rastin e efektit fotovoltaik.
• Elektronet e emetuara nëpërmjet efektit fotovoltaik shtyhen përmes një potenciali bashkimi në kontrast me efektin fotoelektrik ku nuk ka potencial kryqëzimi.
