Техника - молодёжи 1934-12, страница 20

Различные формы американских фотоэлементов с внешним фотоэффектом, имеющих так называемый центральный анод

служила металлическая сетка, впаянная в баллон на ножке. Калиевый слой покрывал большую часть внутренней поверхности колбы. Часть же ее оставалась прозрачной, образуя как бы окно для доступа света на катод, который и являлся источником электронов, вырываемых светом. Из баллона -предварительно откачивался воздух. Делалось это по двум причинам: во-первых, калий и вообще все щелочные металлы очень легко окисляются на воздухе и жадно поглощают пары воды; во-вторых, электроны в пустоте с большей легкостью долетают до анода, так как в этом случае на пути их полета уже не встречаются препятствия в виде молекул воздуха.

Учение об электричестве говорит нам, что одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются. Этим свойством воспользовались и для фотоэлементов. Присоединяя к катоду отрицательный полюс ка-кой-нибудь батареи, например аккумуляторный, а к аноду ее положительный полюс, создают между катодом и анодом электрическое поле, под действием которого электроны, ранее не долетавшие до анода, теперь будут долетать до него. Благодаря электрическому полю они получают дополнительное ускорение. Вследствие этого приток электронов на анод увеличится, фототок будет больше.

Но, как уже указывалось раньше, чувствительность чисто калиевого катода весьма незначительна. Поэтому физики начали изыскивать пути к увеличению ее.

Оказалось, что если на поверхность калиевого слоя нанести тонкую пленку диэлектрика, т. е. не проводящего электричества вещества (серы или каких-нибудь органических соединений), или, наконец, просто окислить поверхностный слой калия, то чувствительность такого катода значительно увеличится.

Первыми фотоэлементами, получившими более или менее практическую значимость,

были фотоэлементы с калиевым слоем, обработанным водородом. Но и они обладали сравнительно небольшой чувствительностью.

Позднее был разработан новый тип так называемых сернокалие-вых фотоэлементов. Они изготовляются точно так же, как и водо-роднокалиевые, но только вместо обработки водородом на поверхность калия наносится тонкий слой серы.

Но нанесение серы на слой калия увеличивает чувствительность фотоэлемента не беспредельно. Сначала она резко возрастает и достигает определенного максимума. При дальнейшем же добавлении серы чувствительность фотоэлемента не только не увеличивается, но даже, наоборот, падает.

Таким путем шла борьба научно-технической мысли за получение фотоэлемента с возможно большей чувствительностью к свету. ^

И вот сравнительно недавно, 4—5 лет назад, за границей и у нас в Союзе был сделан в этом направлении крупный шаг вперед. Был разработан новый так называемый кис-лородноцезиевый катод. Чувствительность его превосходит чувствительность калиевых фотоэлементов в 20—30 раз. Катод этот получается нанесением весьма тонкого слоя цезия на серебряную, предварительно окисленную подкладку. Отдача электронов во внешнее пространство у такого катода требует затраты значительно меньшей энергии. Вот почему и чувствительность такого катода превосходит чувствительность всех ранее существовавших катодов.

Первые фотоэлементы делались пустотными, или, как говорят, вакуумными, т. е. из них выкачивался воздух. Это, как мы уже объясняли, сохраняло от окисления щелочной катод и облегчало доступ электронов к аноду. Но с течением времени пришли к обратному — фотоэлементы стали наполнять различными газами. Но для этой цели применяются исключительно инертные газы, т. е. такие, которые не вступают в реакцию с катодами фотоэлементов. Обычно применяются аргон и неон.

Усилительное действие газа заключается в том, что электроны, летящие с катода на анод, сталкиваются с встречающимися на их пути атомами газа и вырывают при этом из них новые электроны, или, как говорят, ионизируют атом. Таким образом увеличивается общий поток электронов, летящих на анод.