materiallar orasidagi o‘tish sohasi (chegara xududi) elektron-teshik yoki r-p o‘tish
deyiladi. Termodinamik muvozanat holida elektron va teshiklar muvozanat holatini
belgilovchi Fermi sathi materialda bir xil holda bo‘lishi kerak. Bu shart r-p o‘tish
hududida ikkilangan zaryadli qatlam hosil qiladi va
uni hajmiy zaryad qatlami
deyilib, unga taaluqli elektrostatik potensial paydo bo‘ladi.
R-p tizilma sirtiga tushgan optik nurlanish sirtdan material ichiga qarab r-p
o‘tish yo‘nalishiga perpendikulyar ravishda konsentratsiyasi kamayib boruvchi
elektron-teshik juftliklar hosil qiladi. Agar sirt yuzasidan r-p o‘tishgacha bo‘lgan
masofa nurning kirish chuqurligidan (1/ά dan) kichik bo‘lsa, elektron-teshik
juftliklar r-p o‘tishdan ichkarida ham hosil bo‘ladi. Agar r-p o‘tish juftlik hosil
bo‘lgan joydan diffuzion uzunlikchalik masofa
yoki undan kamroq masofada
bo‘lsa, zaryadlar diffuziya jarayoni natijasida r-p o‘tishga etib kelib, elektr
maydoni ta’sirida ajratilishi mumkin. Elektronlar r-p o‘tishning elektron bor
bo‘lgan qismiga (p-qismiga), teshiklar r-qismiga o‘tadi. Tashqi r- va p-sohalarni
birlashtiruvchi elektrodlarda (kontaktlarda) potensiallar ayirmasi hosil bo‘lib,
natijada ulangan yuklanma qarshiligi orqali elektr toki oqa boshlaydi.
R-p o‘tishga diffuziyalangan asosiy bo‘lmagan
zaryad tashuvchilar,
potensial to‘siq bo‘lganligi sababli, ikkiga ajratiladi. Ortiqcha hosil bo‘lgan (to‘siq
yordamida ajratilgan) va to‘plangan, p-sohadagi elektronlar va r-sohadagi teshiklar
r-p o‘tishdagi mavjud hajmiy zaryadni kompensatsiya qiladi, ya’ni mavjud
bo‘lgan elektr maydoniga qarama-qarshi elektr maydonini
hosil qiladi. YOritilish tufayli tashqi elektrodlarda potensiallar ayirmasi hosil
bo‘lishi bilan birga yoritilmagan r-p o‘tishdagi mavjud potensial to‘siqning
o‘zgarishi ro‘y beradi. Hosil bo‘lgan foto-EYUK bor bo‘lgan potensial to‘siq
qiymatini kamaytiradi. Bu esa o‘z navbatida qarama-qarshi oqimlarning paydo
bo‘lishini ta’minlaydi, ya’ni elektron
qismdan elektronlar oqimini, r-qismdan
teshiklar oqimini hosil qiladi. Bu oqimlar
Rasm
3. Yoritilmagan r-p o‘tishli yarim o‘tkazgichda energetik zonalar strukturasi
(a), elektrostatik potensial taqsimoti (b). 2l – fazoviy zaryad sohasining kenglini,
U
E
– r- va p- sohalar chegarasidagi muvozanat xol uchun elektrostatik potensial,
E
g
– man qilingan soha kengligi, shtrixlangan chiziq – muvozanat holi uchun
Fermi sathi.
r-p o‘tishga qo‘yilgan elektr kuchlanishi ta’siri natijasida to‘g‘ri yunalishdagi
tok bilan deyarli teng bo‘ladi. Yoritilish jarayoni
boshlangan vaqtdan boshlab
ortiqcha ( muvozanatdagiga nisbatan) zaryadlarning to‘planishi (elektronlarning p-
sohada va teshiklarning r-sohada) potensial to‘siq balandligini kamaytiradi, yoki
boshqacha qilib aytganda elektrostatik potensialni pasaytiradi (3-Rasmga qarang).
Bu esa o‘z navbatida tashqi yuklanmadan oqayotgan tok kuchini oshiradi va
qarama-qarshi oqimlar hosil qiluvchi elektronlar va teshiklar oqimini r-p o‘tishdan
o‘tishini ta’minlaydi. Yorug‘lik tufayli hosil bo‘lgan ortiqcha juftliklar soni r-p
o‘tish yoki tashqi yuklanma orqali ketayotgan juftliklar soniga teng bo‘lganda
statsionar muvozanat hosil bo‘ladi. Odatda bu hol yoritilish jarayonining mingdan
bir soniyasi davomida ro‘y beradi.
QE qisqa tutashuv toki I
kz
ni, tushayotgan optik nurlanish zichligi va spektral
tarkibidan o‘rganish element tuzilmasi ichida bo‘layotgan alohida har bir nurlanish
kvantining elektr energiyasiga aylanish jarayoni samaradorligi haqida tasavvur
hosil imkoniyatini beradi. QE uchun ma’lum yorug‘lik oqimi zichligi tushayotgan
hol uchun quyidagi tenglamani keltirish mumkin.
I
kzyu
(λ) = I
kzt
(λ)/[1-r(λ)] (3)
bu
erda I
kzt
(λ) va I
kzyu
(λ) – QE qisqa tutashuv tokining qiymati, berilgan
intensivlikdagi tushayotgan va yutilgan nurlanish uchun, r(λ)- birlamchi qaytish
koeffitsienti. Keltirilgan uchchala kattaliklar xam bir xil to‘lqin uzunligi bo‘lgan
hol uchun to‘g‘ridir.
QE ni tahlil qilish va sifatini
baholash uchun uning I
kz
tokining spektral
xarakteristikasini yutilgan har bir kvant nur uchun hisoblangani o‘ta muhimdir. Bu
kattalikni quyosh elementining effektiv kvant chiqishi deyiladi va Q
eff
bilan
belgilanadi. Agar No – YAO‘ material sirtining birlik yuzasiga tushayotgan
kvantlar soni bo‘lsa, u holda
