Полупроводниковые фотоэлектрические преобразователи энергии (фотоэлементы)
Фотоэлементами называются электронные приборы, предназначенные для преобразования энергии фотонов в энергию электрического тока, т. е. фотоэлементы, или солнечные элементы, преобразуют солнечный свет непосредственно в электричество.
Исторически первый прообраз современного фотоэлемента изобрел Александр Григорьевич Столетов в конце 19 века. Он создал прибор, работавший на принципе внешнего фотоэффекта. Первая экспериментальная установка состояла из пары расположенных параллельно плоских металлических листов, один из которых был изготовлен из сетки, чтобы пропускать свет, а второй — сплошной.
На листы подавалось постоянное напряжение, которое можно было регулировать в пределах от 0 до 250 вольт. Положительный полюс источника напряжения был соединен с сетчатым электродом, а отрицательный — со сплошным. В цепь также был включен чувствительный гальванометр.
Когда сплошной лист освещали светом от электрической дуги, стрелка гальванометра отклонялась, показывая что в цепи возникает постоянный ток, несмотря на то, что между дисками находится воздух. В эксперименте ученый установил, что величина «фототока» зависит как от приложенного напряжения, так и от интенсивности света.
Усложнив установку, Столетов разместил электроды внутри баллона, из которого был откачан воздух, а через кварцевое окно на чувствительный электрод подавался ультрафиолет. Так был открыт фотоэффект.
Сегодня на основе данного эффекта работают фотоэлектрические преобразователи. Они реагируют на электромагнитное излучение, падающее на поверхность элемента, и преобразуют его в напряжение на выходе. Пример такого преобразователя — солнечный элемент. На этом же принципе работают и светочувствительные датчики.
В конструкцию типичного фотоэлемента входит слой фоточувствительного высокоомного материала, который размещен между двумя токопроводящими электродами. В качестве фотоэлектрического материала для солнечных элементов обычно используют полупроводник, который при полном его освещении способен дать на выходе 0,5 вольт.
Такие элементы наиболее эффективны с точки зрения вырабатываемой энергии, ведь они позволяют осуществить прямой одноступенчатый переход энергии фотонов — в электрический ток. При нормальных условиях КПД в 28% является для таких элементов нормой.
Интенсивный фотоэффект возникает здесь благодаря неоднородности полупроводниковой структуры рабочего материала. Эту неоднородность получают либо путем легирования используемого полупроводникового вещества различными примесями, создавая таки образом p-n-переход, либо соединяя полупроводники с различными размерами запрещенных зон (энергий, при которых электроны покидают свои атомы) — так получается гетеропереход, или путем подбора такого химического состава полупроводника, чтобы внутри проявлялся градиент ширины запрещенной зоны — варизонная структура. В итоге эффективность элемента зависит от характеристик неоднородности, получаемой внутри той или иной полупроводниковой структуры, а также от фотопроводимости.
Для того чтобы сократить потери в солнечном фотоэлементе, при их изготовлении прибегают к ряду положений.
Во-первых, используются полупроводники, ширина запрещенной зоны которых оптимальна именно для солнечного света, например кремний и соединения арсенида галлия.
Во-вторых, свойства структуры улучшают путем оптимального легирования. Отдают предпочтение гетерогенным и варизонным структурам. Подбирают оптимальную толщину слоя, глубину залегания p-n-перехода, лучшие параметры контактной сетки.
Создаются и каскадные элементы, где работают несколько полупроводников с разной шириной запрещенной зоны, чтобы пройдя чрез один каскад, свет попадал на следующий и т. д. Перспективной представляется идея разложения солнечного спектра с тем, чтобы каждую его область преобразовывал отдельный участок фотоэлемента.
На рынке сегодня можно встретить фотоэлектрические элементы трех основных типов: монокристаллические кремниевые, поликристаллические кремниевые и тонкопленочные. Тонкопленочные считаются наиболее перспективными, поскольку они чувствительны даже к рассеянному свету, допускают размещение на искривленных поверхностях, не так хрупки как кремниевые, эффективны даже при высоких температурах эксплуатации.
В дополнение к полупроводниковым материалам солнечные элементы состоят из двух металлических сеток или электрических контактов. Один помещается над полупроводниковым материалом, а другой — под ним.
В производстве фотоэлементов используются различные материалы, в том числе материалы, широко используемые в коммерческих целях (например, алюминий и стекло), химические вещества, широко используемые в полупроводниковой промышленности (например, силан и плавиковая кислота), и некоторые химические вещества, уникальные для фотоэлектрической промышленности, например, селенид меди-индия (CIS) и теллурид кадмия (CdTe).
Фотоэлементы собираются в плоские системы, которые можно устанавливать на крышах или в других солнечных местах. Они генерируют электроэнергию без движущихся частей, работают тихо, без вредных выбросов и требуют минимального обслуживания.
Фотоэлектрические элементы быстро развиваются в последние десятилетия из-за их преимуществ экологически чистого и экономичного сбора солнечной энергии.
В настоящее время предпринимаются усилия по повышению эффективности фотоэлектрических элементов, а также по снижению капитальных затрат. Значительное внимание также уделяется полностью интегрированным в здание фотоэлементам, где фотоэлементы являются альтернативой другим строительным материалам.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Фотоэлемент, принцип работы и виды фотоэлементов
Фотоэлемент — электронный прибор, который преобразует энергию фотонов в электрическую энергию. Уже достигнуты фотоэлементы с КПД порядка 44-45 %.
Фотоэлемент ( фотоэлектрический элемент). Вакуумный фотоэлемент. Полупроводниковый фотоэлемент. Вентильный фотоэлемент:
Фотоэлемент (фотоэлектрический элемент) — электронный прибор, который преобразует энергию фотонов в электрическую энергию.
Фотоэлемент является центральным элементом солнечной батареи .
Фотоэлементы подразделяются на электровакуумные и полупроводниковые фотоэлементы. Их действие основано соответственно либо на фотоэлектронной эмиссии (внешнем фотоэффекте), либо внутреннем фотоэффекте или вентильном (барьерном) фотоэффекте.
Внешним фотоэффектом (фотоэлектронной эмиссией) называется испускание электронов веществом под действием электромагнитных излучений, например, фотонов. Иными словами, при внешнем фотоэффекте поглощение фотонов сопровождается вылетом электронов за пределы тела. Электроны, вылетающие из вещества при внешнем фотоэффекте, называются фотоэлектронами, а электрический ток, образуемый ими при упорядоченном движении во внешнем электрическом поле, называется фототоком. Внешний фотоэффект наблюдается в твёрдых телах (металлах, полупроводниках и диэлектриках), а также газах (фотоионизация).
Первый фотоэлемент, основанный на внешнем фотоэффекте, создал Александр Столетов в конце XIX века.
На основе внешнего фотоэффекта работают электровакуумные фотоэлементы. Электровакуумный фотоэлемент (вакуумный фотоэлемент) представляет собой кварцевую или стеклянную колбу. Часть внутренней поверхности колбы покрывается тончайшим слоем светочувствительного металла, который выступает в качестве катода . Он контактирует с проводом, который соединен с отрицательным источником тока. В середине колбы располагается электрод в форме диска или проволочной петли, называемый анодом . Анод соединен с положительным источником тока. Другая часть колбы прозрачна и пропускает вовнутрь свет. Под действием света (фотонов) из катода вырываются электроны, которые во внешнем электрическом поле устремляются к аноду, создавая в цепи электрический ток.
На основе вакуумных фотоэлементов создаются оптические реле – элементы автоматических устройств, из которых образовываются различные автоматы с электронным зрением. Они широко используются во многих технологических процессах в промышленности.
Внутренним фотоэффектом называется возрастание электропроводности вещества (наблюдается, как правило, у полупроводников и диэлектриков) и уменьшение его сопротивления под действием электромагнитных излучений, например, в результате облучения вещества видимым, инфракрасным или ультрафиолетовым излучением. Внутренний фотоэффект – это вызванные электромагнитным излучением переходы электронов внутри полупроводника или диэлектрика из связанных состояний в свободные, без вылета наружу.
В отличие от внешнего фотоэффекта во внутреннем фотоэффекте электроны, остаются в теле вещества (полупроводника или диэлектрика), но изменяют в нём своё энергетическое состояние и увеличивают концентрацию носителей зарядов в веществе. Так, при поглощении фотона электрон переходит из валентной зоны в зону проводимости. Как следствие образуется пара носителей заряда: электрон в зоне проводимости и дырка в валентной зоне. Концентрация носителей заряда приводит к возникновению фотопроводимости (повышению электропроводности полупроводника или диэлектрика) или возникновению электродвижущей силы.
На основе внутреннего фотоэффекта работают полупроводниковые фотоэлементы, изготавливаемые из полупроводников. Полупроводники характеризуются как свойствами проводников, так и диэлектриков. В полупроводниковых кристаллах атомы имеют устойчивую структуру и прочно связаны ковалентной связью. Так, например, один электрон в кристалле кремния связан двумя атомами. Чтобы электрону освободиться из атома, ему необходимо сообщить необходимый уровень внутренней энергии. Эта энергия появляется в нем при воздействии на полупроводник, например, видимым, инфракрасным или ультрафиолетовым излучением. Если её (энергии) достаточно, то отдельные электроны отрываются от ядра и становятся свободными. Во время разрыва связи между электроном и ядром появляется свободное место в электронной оболочке атома. Место разрыва (свободное место в электронной оболочке атома) именуется дыркой – положительным зарядом, который равен заряду высвободившегося электрона. Если в это время к полупроводнику приложить разность потенциалов (т.е. внешний электрический ток), то в самом полупроводнике появится электрический ток. Представленный электронно-дырочный механизм проводимости проявляется у собственных (то есть без примесей) полупроводников. Он называется собственной электрической проводимостью полупроводников.
Полупроводниковые фотоэлементы также используются для создания оптических реле, применяемых во многих автоматических устройствах в промышленности.
Разновидностью внутреннего фотоэффекта является вентильный (барьерный) фотоэффект. Вентильный (барьерный) фотоэффект или фотоэффект в запирающем слое – это явление, при котором фотоэлектроны покидают пределы тела, переходя через поверхность раздела в другое твёрдое тело (полупроводник) или жидкость (электролит). Вентильный (барьерный) фотоэффект – это возникновение электродвижущей силы под действием света в области p–n перехода. Вентильный (барьерный) фотоэффект возникает в неоднородных (по химическому составу или неоднородно легированных примесями) полупроводниках, а также у контакта полупроводник-металл (при отсутствии внешнего электрического поля).
При поглощении полупроводником фотона освобождается дополнительная пара носителей – электрон и дырка, которые движутся в разных направлениях: дырка в сторону полупроводника p-типа, а электрон в сторону полупроводника n-типа. В результате в полупроводнике n-типа образуется избыток электронов, а в полупроводнике p-типа – избыток дырок. Возникает разность потенциалов – фото-ЭДС и электрический ток. По мере увеличения разности потенциалов фототок постепенно возрастает, т.к. все большее число электронов достигает анода.
Вентильные фотоэлементы в отличие от других фотоэлементов не требуют при работе источника тока, т.к. сами являются источником тока. Вентильный фотоэффект открывает пути для прямого преобразования световой энергии в электрическую. На использовании вентильного фотоэффекта – возникновении электродвижущей силы в p–n переходе под действием света основан принцип действия солнечных батарей.
Вентильные фотоэлементы являются центральным элементом солнечных батарей . Первую солнечную батарею на основе кремния для получения электрического тока создали Кельвин Соулзер Фуллер, Дэрил Чапин и Геральд Пирсон, все трое – специалисты компании Bell Laboratories. О создании первой солнечной батареи было заявлено 25 марта 1948 года.
Наиболее эффективными, с энергетической точки зрения, устройствами для превращения солнечной энергии в электрическую являются полупроводниковые фотоэлектрические преобразователи (фотоэлементы), имеющие неоднородные полупроводниковые структуры. Неоднородность структуры фотоэлемента может быть получена легированием одного и того же полупроводника различными примесями (создание p-n переходов), или путём соединения различных полупроводников с неодинаковой шириной запрещённой зоны — энергии отрыва электрона из атома (создание гетеропереходов), или же за счёт изменения химического состава полупроводника, приводящего к появлению градиента ширины запрещённой зоны (создание варизонных структур). Возможны также различные комбинации перечисленных способов.
КПД фотоэлементов:
КПД производимых в промышленных масштабах полупроводниковых фотоэлементов в среднем составляет 16-19 %, у лучших образцов – до 25 %. В лабораторных условиях уже достигнуты фотоэлементы с КПД порядка 44-45 %.
Ниже в таблице приводится КПД некоторых фотоэлектрических элементов , произведенных на основе различных материалов.
Максимальные значения эффективности фотоэлементов и модулей, достигнутые в лабораторных условиях
| Тип | Коэффициент фотоэлектрического преобразования, % |
| Кремниевые | 24,7 |
| Si (кристаллический) | |
| Si (поликристаллический) | |
| Si (тонкопленочная передача) | |
| Si (тонкопленочный субмодуль) | 10,4 |
| Si (аморфный) | 9,5 |
| Si (нанокристаллический) | 10,1 |
| На основе арсенида галлия и т.п. | |
| GaAs (кристаллический) | 25,1 |
| GaAs (тонкопленочный) | 24,5 |
| GaAs (поликристаллический) | 18,2 |
| InP (кристаллический) | 21,9 |
| Тонкие плёнки халькогенидов | |
| CIGS (фотоэлемент) | 19,9 |
| CIGS (субмодуль) | 16,6 |
| CdTe (фотоэлемент) | 16,5 |
| Фотохимические | |
| На базе органических красителей | 10,4 |
| На базе органических красителей (субмодуль) | 7,9 |
| Органические | |
| Органический полимер | 5,15 |
| Многослойные | |
| GaInP/GaAs/Ge | 32,0 |
| GaInP/GaAs | 30,3 |
| GaAs/CIS (тонкопленочный) | 25,8 |
| a-Si/mc-Si (тонкий субмодуль) | 11,7 |
Такие огромные потери полупроводниковых фотоэлементов (невысокий КПД преобразования солнечного света в электрическую энергию) вызваны отражением солнечного излучения от поверхности фотоэлектрического преобразователя; прохождением части солнечного излучения через фотоэлемент без поглощения в нём; рассеянием избыточной энергии фотонов на тепловые колебания кристаллической решётки; рекомбинацией образовавшихся пар носителей зарядов; внутренним сопротивлением самого фотоэлемента и другими физическими процессами.
Наиболее вероятными материалами для фотоэлементов, используемых в солнечных электростанциях и солнечных батареях, считаются кремний , селенид меди-индия-галлия (Cu(In,Ga)Se2) и арсенид галлия (GaAs).
Повышение КПД фотоэлементов возможно за счет:
– использования полупроводников с оптимальной для солнечного излучения шириной запрещённой зоны (например, полупроводников из иных материалов нежели кремний: материалов на основе комплексных галогенидов сурьмы и висмута и пр.);
– направленного улучшения свойств полупроводниковой структуры путём её оптимального легирования и создания встроенных электрических полей;
– перехода от гомогенных к гетерогенным и варизонным полупроводниковым структурам;
– оптимизации конструктивных параметров фотоэлектрического преобразователя (глубины залегания p-n перехода, толщины базового слоя, частоты контактной сетки и др.);
– применения многофункциональных оптических покрытий, обеспечивающих просветление, терморегулирование и защиту фотоэлемента от космической радиации;
– разработки фотоэлементов, прозрачных в длинноволновой области солнечного спектра за краем основной полосы поглощения;
– создания каскадных фотоэлементов из специально подобранных по ширине запрещённой зоны полупроводников, позволяющих преобразовывать в каждом каскаде излучение, прошедшее через предыдущий каскад, и пр.;
– создания фотоэлектрических преобразователей с двухсторонней чувствительностью (добавляют дополнительные 80 % к уже имеющемуся КПД одной стороны);
– применения люминесцентно-переизлучающих структур;
– предварительного разложения солнечного спектра на две или более спектральные области с помощью многослойных плёночных светоделителей (дихроичных зеркал) с последующим преобразованием каждого участка спектра отдельным фотоэлементами;
– использования различных нанослоев и нанопокрытий фотоэлементов и т.д.
Светодиодный мир нашего века
О светодиодах применяемых в нашей жизни, автомобилях и технике, устройство, характеристика, подключение светодиода, история будущее.
Рекламодателям и Исполнителям заданий
воскресенье, 24 февраля 2013 г.
Фотоэлементы с внешним и внутренним фотоэффектом
Фотоэлемент с внешним фотоэффектом (изо) имеет стеклянную колбу 2 , в которой создан вакуум (в вакуумном фотоэлементе) или после откачки воздуха колба заполнена разреженным газом (аргоном при низком давлении — в ионных фотоэлементах).
Внутренняя поверхность колбы, за исключением небольшого «окна» для прохождения светового потока 1 , покрыта фотокатодом 3 , который представляет собой слой серебра (подложка), на который нанесен полупроводниковый слой окиси цезия.
Анод 4 фотоэлемента изготовляют в виде кольца, чтобы он не преграждал путь световому потоку к катоду. Колба помещается в пластмассовом цоколе 5 , в нижней части которого находятся контактные штырьки 6 с выводами от анода и катода.
Под действием приложенного напряжения U источника питания между анодом и катодом фотоэлемента создается электрическое поле, и электроны, вылетающие с освещенной поверхности катода, направляются к положительно заряженному аноду.
У электронного фотоэлемента фототок сначала быстро растет при увеличении напряжения, а затем рост его замедляется и, наконец, почти совсем прекращается, т. е., наступает режим насыщения (изо, а ).
Для ионных фотоэлементов анодная вольт амперная характеристика после горизонтального участка (электронный ток) поднимается вверх вследствие ионизации газа (изо, б ).
В процессе работы фотоэлементов их параметры со временем изменяются, т. е. проявляется свойство их «утомляемости».
Обычно фотоэлементы используют совместно с ламповыми или транзисторными усилителями вследствие малого значения фототока, который может быть получен от фотоэлемента.
Фотоэлементы
Электровакуумные фотоэлементы , основанные на фотоэлектронной эмиссии, бывают двух типов: электронные (вакуумные) и ионные (газовые).
В электронных фотоэлементах анодный ток образуется электронами, эмиттируемыми из катода под воздействием лучистого потока. В ионных фотоэлементах, наполненных газом (неоном, гелием или аргоном), при высоком напряжении между анодом и катодом фотоэлектронная эмиссия создается не только электронами, вылетевшими из катода, но также электронами и ионами, появившимися в результате ионизации газа.
Устройство простейших электронных фотоэлементов показано на рис. 62 . В стеклянном баллоне, из которого выкачан воздух, размещены фотокатод и анод. Катодом обычно служит тонкий металлический светочувствительный слой, нанесенный непосредственно на внутреннюю поверхность стеклянного баллона. Иногда катод выполняют в виде специального электрода (пластинка из никеля).
Рис. 62. Устройство вакуумных фотоэлементов
Анод выполнен в форме стержня, кольца или рамки для того, чтобы он не препятствовал попаданию света на катод, и обычно имеет вывод в нижнюю часть цоколя. У некоторых фотоэлементов бывает дополнительный «ложный» анод, который необходим в приборах, предназначенных для работы в мостовых схемах.
При изготовлении газовых фотоэлементов баллон после откачки воздуха наполняют инертным газом (аргоном) при давлении порядка сотых или даже тысячных долей миллиметра ртутного столба.
В качестве материала для фотокатода используются щелочные и щелочноземельные металлы. Они обеспечивают большую фотоэлектронную эмиссию, так как работа выхода их мала по сравнению с другими металлами. Наиболее распространенным является кислородноцезиевый фотокатод. Сурьмяноцезиевые фотокатоды применяются только в вакуумных фотоэлементах.
Одной из основных характеристик фотоэлемента является световая характеристика, представляющая собой зависимость фототока от светового потока при постоянном анодном напряжении, т. е. I ф =φ(Ф) при U а = const. Используется также и вольт-амперная характеристика, устанавливающая связь между фототоком и анодным напряжением при постоянном световом потоке, т. е. I ф = φ (U а ) при Ф = const.
Схема, применяемая для снятия характеристик фотоэлемента, приведена на рис. 63, а . Источник постоянного напряжения Е а = 150÷200 в включается в анодную цепь фотоэлемента через потенциометр П. При освещении фотокатода световым потоком появляется фототок, а следовательно, и напряжение на сопротивлении нагрузки R н .
Рис. 63. Характеристики фотоэлементов и схема для их снятия: а — схема; б — световая характеристика; в — вольт-амперная характеристика.
Световые характеристики снимают при постоянном анодном напряжении, а величину светового потока изменяют, например, путем изменения расстояния между источником света и фотоэлементом. При снятии световых характеристик фотокатод обычно освещают белым светом. При этом световой поток измеряется в люменах, а фототок — в микроамперах.
На рис. 63, б приведены световые характеристики вакуумных фотоэлементов с кислородноцезиевыми фотокатодами. Пунктиром показаны характеристики подобного же фотоэлемента, но с сурьмяноцезиевым катодом. Эти характеристики линейны. Угол наклона световой характеристики — ее крутизна — является основным параметром фотоэлемента, который определяет его чувствительность. Чувствительность вакуумных фотоэлементов мала и составляет 15—20 мка/лм.
Газонаполненные фотоэлементы обладают большей чувствительностью. Линейность их световых характеристик, как видно из рис. 63, б , наблюдается только при малых световых потоках или при незначительной величине анодных напряжений. При высоких анодных напряжениях электроны ионизируют атомы газа, находящегося внутри баллона, и поэтому ток газонаполненного фотоэлемента определяется уже не только электронами, вылетевшими из катода, но также и электронами и ионами, образовавшимися в процессе ионизации газа. Поэтому ионные фотоэлементы имеют чувствительность, доходящую до 150—200 мка/лм и обладают значительным коэффициентом усиления по току, представляющим отношение анодного тока фотоэлемента к току фотокатода.
Из приведенных графиков можно заключить, что все световые характеристики проходят через начало координат, т. е. при световом потоке, равном нулю, фототок отсутствует. В действительности же в цепи включенного фотоэлемента при отсутствии светового потока имеет место некоторый, так называемый темновой ток. Он образуется за счет термоэлектронной эмиссии с поверхности катода и за счет тока утечки по конструктивным элементам прибора. Хотя темновой ток невелик (порядка сотых долей микроампера), однако его надо учитывать, когда фотоэлемент работает в схеме с малыми световыми потоками.
Вольт-амперные характеристики вакуумных и газонаполненных фотоэлементов представлены на рис. 63, в .
У вакуумных фотоэлементов с увеличением анодного напряжения (кривая 1) анодный ток возрастает до некоторой предельной величины, определяемой током насыщения: в режиме насыщения все электроны, вылетевшие из фотокатода, попадают на анод. Чем больше световой поток, тем больше ток насыщения и тем при большем напряжении на аноде оно наступает.
Газонаполненные фотоэлементы, вольт-амперные характеристики которых иллюстрируются кривыми 2, насыщения не имеют. Величина фототока у этих приборов зависит как от светового потока, так и от напряжения на аноде. При анодном напряжении около 300 в наступает самостоятельный газовый разряд, сопровождающийся резким изменением (увеличением) величины фототока и быстрым разрушением фотокатода. Поэтому ионные фотоэлементы работают при анодных напряжениях не более 200—220 в. Чем больше световой поток, тем при меньшем значении U а появляется фототок.
Вторым важным параметром фотоэлемента является его спектральная чувствительность, характеризующая изменение чувствительности фотоэлемента при изменении длины волны света, падающего на катод. Кислородноцезиевый фотокатод обладает наибольшей чувствительностью в области красной части спектра, сурьмяноцезиевый катод — в диапазоне волн порядка 0,4—0,5 ж/с, т. е. в области голубого и зеленого лучей спектра; на красную часть спектра он почти не реагирует.
Спектральная чувствительность газонаполненных фотоэлементов характеризует зависимость чувствительности от частоты изменения светового потока. При быстрых его изменениях (с частотой выше 500 гц) наблюдается снижение чувствительности фотоэлемента, так как в момент газового разряда процесс нарастающей ионизации происходит в течение некоторого времени. Поэтому, когда световой поток изменяется очень быстро, фототок не успевает возрастать до величины, соответствующей установившемуся режиму.
Инерционность является большим недостатком фотоэлементов и часто ограничивает возможность их использования.
Другим недостатком этих приборов является утомляемость, под которой понимают потерю чувствительности при длительном освещении фотоэлементов. Утомляемость зависит от типа фотокатода, от величины светового потока и продолжительности освещения. Так, например, кислородноцезиевые фотокатоды, имеющие при малых световых потоках высокую чувствительность, с увеличением освещенности постепенно теряют ее. Это объясняется сравнительно медленным приходом электронов с внутренних слоев фотокатода на наружный слой, обедненный электронами. Хотя после «отдыха» такой фотокатод и восстанавливает свою чувствительность, но не полностью, вследствие необратимых ее потерь в процессе работы. Так, у кислородноцезиевых фотоэлементов после 50—60 часов работы чувствительность падает до 70% первоначального значения.
Сурьмяноцезиевый фотоэлемент в течение полного срока службы (около 4000 часов) теряет чувствительность всего лишь до 60%. Это является большим достоинством фотоэлементов с сурьмяноцезиевым катодом.