Все науки. №4, 2023. Международный научный журнал

Ключевые слова: фото-ЭДС, фотовольтаический ток, кристаллы без центра симметрии, полупроводники, тензоры третьего ранга, энергии уровня Ферми.

Annotation. PHOTOEDC (or photovoltage) in semiconductors, regardless of its nature, cannot exceed the band gap width, i.e. several volts/cm.

Keywords: PHOTOEDC, photovoltaic current, crystals without a center of symmetry, semiconductors, third-rank tensors, Fermi-level energies.

Например, в однородном полупроводнике Демберовское (диффузионное) фото напряжение для сколь угодно большой интенсивности возбуждающего света не превышает значения [1].

(1)

где E

 – ширина запрещенной зоны полупроводника, n

и n

 – соответственно неравновесная и равновесная концентрации носителей, N

 – плотность состояний.

Другим примером может служить возникающие фотонапряжение при освещении p-n —перехода [2].

(2)

которое также не превышает E

.

и p

 – соответственно концентрации электронов в n – области и дырки в р – области. E

и E

 – энергии уровня Ферми в n – и р – областях.

Исключение из этого правила составляли лишь полупроводниковые текстуры в которых наблюдается эффект аномально больших фото напряжений (АФН эффект), обусловленный сложением элементарных фото-ЭДС Дембера (1) или элементарных фото-ЭДС (2), развивающихся на отдельных р-n —переходах текстуры [3].

В таких текстурах из напыленных слоев CdTe, Ge, Si, GaAs, PbS, CdSe и т. д. фото напряжения могут достигать значений порядка нескольких сотен Вольт на сантиметр длины в направлении сложения элементарных фото-ЭДС (1) или (2).

В последние годы стало ясно, что в термодинамических неравновесных условиях возможны токи иной природы, обусловленные отсутствием среды центра симметрии.

АФ эффект заключается в том, что при равномерном освещении короткозамкнутого сегнетоэлектрика через него протекает стационарный ток, который в [4,5] был назван фотовольтаическим. Было показано, что именно фотовольтаический ток приводит к аномальному фотовольтаическому эффекту (АФ эффект) в сегнетоэлектрике.