Bài giảng môn Vật lý Khối 12 - Bài 31: Hiện tượng quang điện trong

Nhà máy liên hợp điện mặt trời Noor rộng 30 km2 đang được xây dựng tại ngoại vi thành phố Ouarzazate, thuộc miền Trung Ma-rốc (Morocco), nơi được mệnh danh là cánh cửa vào sa mạc Sahara.Các đảo ở Trường Sa được đầu tư dự án năng lượng sạch, với hệ thống điện mặt trờiThùng rác năng lượng Mặt trời: Những chiếc thùng rác thông minh có chức năng lọc nước thải để nuôi cây xanh và đặc biệt là có thể sạc pin điện thoại bằng năng lượng mặt trời vô cùng tiện lợi hiện đang có tại Đà NẵngI: Chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong1. Chất quang dẫn	2. Hiện tượng quang điện trongII: Ứng dụng của hiện tượng quang điện trong 1. Quang điện trở 2. Pin quang điệnBÀI 31. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONGKhông bị chiếu sángBị chiếu ánh sáng thích hợpDẫn điện kémDẫn điện tốtSi, Ge, PbS, PbSe Chất quang dẫnHãy giải thích đặc tính dẫn điện của chất quang dẫn dựa vào thuyết lượng tử ánh sáng?I. Chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong1. Chất quang dẫnSi, Ge, PbS, PbSe Chất quang dẫnÁnh sánglỗ trốngelectron dẫnDẫn điệnHiện tượng quang điện trongĐiều kiện để có hiện tượng quang điện trong (quang dẫn): : Giới hạn quang điện của bán dẫn: Năng lượng kích hoạt2. Hiện tượng quang điện trong Hiện tượng ánh sáng giải phóng các electron liên kết để cho chúng trở thành các electron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống cùng tham gia vào quá trình dẫn điện, gọi là hiện tượng quang điện.So sánh giới hạn quang điện của bán dẫn và giới hạn quang điện của kim loạiChất(bán dẫn ) λ0(µm)A(J)Chất(Kim loại ) λ0(µm)A(J)Ge1,8810,57.10-20Ag0,2676,44.10-20Si1,1117,9.10-20Cu0,366,25.10-20PbS4,144,08.10-20Al0,3655,21.10-20CdS0.922,08.10-20Na0,539,75.10-20PbSe5,653,52.10-20K0,5536,14.10-20I. Chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong2. Hiện tượng quang điện trongSo saùnh hieän töôïng quang ñieän ngoaøi vaø hieän töôïng quang ñieän trong: Hieän töôïng quang ñieän ngoaøiHieän töôïng quang ñieän trongGioáng nhauÑeàu coù cuøng nguoàn kích thích laø aùùnh saùngKhaùc nhauVaät bò chieáu saùng laø kim loaïiVaät bò chieáu saùng laø chaát baùn daãnCô cheá: aùnh saùng thích hôïp chieáu vaøo, electron baät ra khoûi kim loaïiCô cheá: Trong hieän töôïng quang daãn:moãi phoâtoân cuûa aùnh saùng kích thích khi bò haáp thuï seõ giaûi phoùng 1electron lieân keát thaønh electron Daãn mang ñieän aâm, ñoàng thôøi ñeå laïi 1 “loã troáng” mang ñieän döônghaït taûi ñieän beân trong chaát baùn daãn laø electron vaø loã troáng . Haït taûi ñieän: caùc electron töï doHaït taûi ñieän: caùc electron daãn vaø caùc loã troángPhoâtoân kích thích phaûi coù naêng löôïng ñuû lôùnKhoâng ñoøi hoûi phoâtoân kích thích coù naêng löôïng lôùn Quang điện trởPin quang điện1. Quang điện trở1233(2) Lớp bán dẫn(1) Đế cách điện bằng nhựa hoặc thủy tinh(3) Điện cựcĐịnh nghĩa: Là một tấm bán dẫn có giá trị điện trở thay đổi khi cường độ chùm sáng chiếu vào nó thay đổi.Hoạt động: dựa trên hiện tượng quang điện trong.Ứng dụng: trong các mạch khếch đại, thiết bị điều khiển bằng ánh sáng, máy đo ánh sáng.Cấu tạoII. Ứng dụng của hiện tượng quang điện trong Điện trở của quang điện trở có thể thay đổi từ vài mêgaôm khi không được chiếu sáng xuống đến vài chục ôm khi được chiếu sáng bởi ánh sáng thích hợp.Sợi dây bằng chất quang dẫnĐế cách điệnMạch cảm biến ánh sángỨng dụng của quang điện trởMạch báo độngCửa tự độngỨng dụng của quang điện trởĐèn đường đóng ngắt tự độngCamera hồng ngoại2. Pin quang điệna. Định nghĩa: là nguồn điện trong đó quang năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng.Bán dẫn nBán dẫn pLưới kim loại làm điện cực dương trong suốtĐế kim loại làm điện cực âmCấu tạo:+++++++++++++++++++++_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _++++++++++++++++++++++_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _Hoạt động:+Ứng dụng: làm nguồn điện cho các vùng sâu, vùng xa, hải đảo, vệ tinh nhân tạo, tàu vũ trụ, máy tính bỏ túi, máy đo ánh sángỨng dụng của pin quang điệnNhật Bản: 23,409 MW Trung Quốc: 28, 330 MW Cung cấp điện sinh hoạtỨng dụng của pin quang điệnDự án tại xã Thượng Trạch, Bố Trạch, Quảng Bình. Công suất 11kW, trị giá 160.000USD. Dự án do quỹ Suez Foundation tài trợPin mặt trời cho quần đảo Trường Sa. Trên quần đảo hiện có hơn 4.000 tấm pin mặt trờiCung cấp điện sinh hoạtBếp năng lượng Mặt TrờiBình nước nóng năng lượng Mặt TrờiỨng dụng của pin quang điệnỨng dụng của pin quang điệnSử dụng cho các vệ tinh, tàu thám hiểmSử dụng cho các phương tiện giao thôngỨng dụng của pin quang điện Chiếu sáng công cộng – đèn giao thôngMột số ứng dụng trong thực tếỨng dụng của pin quang điệnCác sản phẩm tiêu dùngCÁC HÌNH ẢNH ỨNG DỤNG PIN QUANG ĐIỆNCác tấm pin mặt trời Tàu thủy chạy bằng pin mặt trời CÁC HÌNH ẢNH ỨNG DỤNG PIN QUANG ĐIỆNCÁC HÌNH ẢNH ỨNG DỤNG PIN QUANG ĐIỆN Máy bay dùng pin Mặt TrờiVệ tinh nhân tạo sử dụng năng lượng mặt trờiCÁC HÌNH ẢNH ỨNG DỤNG PIN QUANG ĐIỆNSputnik - vệ tinh nhân tạo đầu tiên ERS2-MỘT VỆ TINH QUAN SÁT TRÁI ĐẤT CỦA CƠ QUAN VŨ TRỤ CHÂU ÂUVỆ TINH THU NĂNG LƯỢNG MặT TRỜI CUNG CẤP CHO TRÁI ĐẤTCây điện Mặt Trời ở Styria (Áo)CÁC HÌNH ẢNH ỨNG DỤNG PIN QUANG ĐIỆNXe chạy bằng năng lượng Mặt TrờiNhà máy cung cấp năng lượng Mặt Trời lớn nhất thế giới (khánh thành năm 2010 tai Singapore))THANK YOU!