光电池

1817 年，瑞典化学家柏济力阿斯发现了一种新的、他叫做硒的元素。硒是一种非金属，在地球上分布很广。很久以后，人们才发现硒适合作电阻用， 例如、爱尔兰沿海的巴伦西亚岛上的电缆站就曾用它作变阻器。在这里，一位名叫梅的工程师注意到一个奇怪的现象：电流通过太阳下的硒棒比通过夜晚的硒棒要自由得多。

梅氏虽然在 1873 年作出了上述发现，但同样未曾即时应用（尽管在 1883 年，早期的电视先驱者—一德国工程师尼普科夫，在发明用来扫描电传图像的著名的“尼普科夫扫描盘”时，根据硒的这种性质研制出了图像传输系统。几年以后，第一位产生和接收电磁波的赫兹，对所谓的“光电”现象进行了一些研究。最后发现电子的汤姆孙提出了一种理论，说有的物质会由于有入射光而发射电子。再晚一些，爱因斯坦把量子理论应用于光电现象，说明了为什么只要光一投射在硒的灵敏的表面上，它就会开始发射电子，电子速度为什么取决于光的波长。

1902 年，第一次开始了光电现象在技术上的应用，当时的德国物理学家阿瑟·科恩研制成功了一种有效的传真电报系统。大概就是他发明了作这种用途的一种重要的光电池：一个小的高真空的玻璃电池，除了可以进光的一

个狭小“窗口”外，内壁都涂上了某种碱金属。电池里面只有一个薄金属环； 这只环和碱金属涂层保持负电位和正电位。当光照到涂层上时，它就根据光的强度放出电子，金属环则吸引电子。这样就产生一个容易放大的弱电流。在科恩的传真电报中，是用一个光电池逐点照亮和扫描准备传这的静止图 像，然后将已调电流传送到接收装置，在那里用图像的光值调制一盏灯，灯逐点、逐行地使滚筒上转动的光敏纸或底片爆光。这一系统目前仍用于有线传送或无线电传送图像。

这种类型的光电池叫做光电发射管。目前还使用另外两种光电池：一种是光电导电池，仍采用硒，用于自动开关路灯最有效；另一种是光伏电池， 它包含两种物质，例如铜和氧化亚铜，中间夹一个专门制备的边界层。当光落在边界层上时，就会产生伏打电流。

各种各样的光电池已经得到了广泛应用，例如用于照相曝光表、防盗警报器（在破门而入的人遮断一束看不见的紫外线时，警铃便会响起来）、工厂用的计数装置（记录在传送带上通过的每一件货物）、色敏元件（能对不同波长的光作出不同反应，因而可以检查出某些水果或蔬菜，例如豌豆是否色正，是否应在装罐前剔出）等。

当然，光电池的最重要的应用是在电视中的应用（摄像机就是一个大的光电池）以及在录音胶片的生产和显示中的应用；在这些应用中，光电池把录音磁带上的讲话，音乐和音响变成胶片上的光学声迹，再把这种声迹还原成声音。在工业和科研方面应用光电现象的另一种仪器，是探测弱光的光电倍增器或电子倍增器；它是一个由一系列类似继电器的电极构成的系统，能把由于光的入射而释放的电子数量放大到容易测量的程度。