Hallo Pearl,

das ist viel zu kompliziert gedacht. Mir ist klar das die Ladungen in der CCD gesammelt werden. Mir geht es aber wirklich nur um den photoelektrischen Effekt. Sprich ich will nur zeigen das überhaupt aus Licht Ladungen generiert werden.

Was passiert denn wenn ich das Multimeter einfach an die Photodiode anschliesse. Kann ich da evtl. direkt eine Spannung messen oder muss ich eine Spannung anlegen?

LG Frank

nimm einfach so eine kleine Solarzelle aus einem Taschenrechner oder einem Solarbausatz. Die macht direkt Spannung bei Beleuchtung.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: Her Masters Voice am 22 Aug 2014 18:52 ]

Zitat :

Was passiert denn wenn ich das Multimeter einfach an die Photodiode anschliesse. Kann ich da evtl. direkt eine Spannung messen oder muss ich eine Spannung anlegen?

Ja eine Photodiode erzeugt bei Belichtung auch eine Spannung, die man problemlos messen kann.

Allerdings ist nur der (Kurzschluß)strom proportional zur Lichtintensität; für die Leerlaufspannung gilt eher eine logarithmische Abhängigkeit.

Du kannst sogar die von einer LED erzeugte Spannung messen, wenn du sie belichtest, denn auch da ist eine pn-Sperrschicht drin.
Am Besten gelingt das mit einer LED für rotes oder infrarotes Licht und einer Glühlampe als Beleuchtung.
Eine blaue LED erzeugt eine noch höhere Spannung, aber dazu braucht es kurzwelliges Licht, von dem eine Glühlampe nur wenig erzeugt. Der olle Einstein hat ein paar Takte dazu gesagt, und für die spektrale Verteilung von Glühlicht ist Boltzmann zuständig.

Wegen der Winzigkeit des Halbleiters sind LEDs natürlich keine Kraftwerke, aber ihr Wirkungsgrad ist gar nicht schlecht.

Ach, was haben wir früher mit Selengleichrichtern gespielt ...
Damit habe ich meine erste Photovoltaikbatterie aufgebaut.

Mit nostalgischem Gruß,
Rafikus

Zitat : Rafikus hat am 22 Aug 2014 20:35 geschrieben :

Ach, was haben wir früher mit Selengleichrichtern gespielt ...

Ja
Über dem Gasherd warm gemacht und wenn die oberste Schicht geschmolzen war mit einem Lappen abgewischt ...

Hallo,

der alte Einstein hat dafür sogar den Nobelpreis bekommen:-)

Mit welcher Diode wird mir das am besten gelingen?

LG Frank

Warum verwendest du nicht Fototransistoren und schließt da dran Glühlampen an. So kannst du auch zeigen das die Pixel je einem Photo empfindlichem Bauteil zugeordnet sind. Der innere Effekt interessiert dabei gar nicht !

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Zitat :

Mit welcher Diode wird mir das am besten gelingen?

Probier doch einfach ein paar vorhandene im hellen Sonnenlicht (ist derzeit leider selten) aus.
Am schönsten gehts mit farbigen LED, bei denen sich der Chip in einem klaren und farblosen Gehäuse befindet.
Damit kannst du augenfällig zeigen, dass die Farbe der LED nicht durch Farbfilter zustande kommt, dass die Flußspannung von Wellenlänge abhängt, und dass umgekehrt die Wellenlänge des eingestrahlten Lichts kurz genug sein muß, damit überhaupt ein photoelektrischer Effekt auftritt.

Chic natürlich, wenn du dafür einen Monochromator und eine sehr helle Lichtquelle, z.B. einen Beamer o.ä., zur Hand hast.

Alternativ könntest du zeigen, dass eine IR-LED keinen Strom liefert, wenn man sie mit einer IR-LED beleuchtet, wohl aber, wenn man als Beleuchtung eine rote, grüne oder blaue LED nimmt.
Ebenso wird eine rote LED keinen Strom liefern, wenn man sie mit einem roten Laserpointer beleuchtet, wohl aber mit einem grünen.

Mindestens ein Spektroskop oder einen vergleichbaren Aufbau sollte man allerdings haben um zu zeigen, dass dies Linienlichtquellen sind, denen eine bestimmte Wellenlänge zugeordnet werden kann.
Wundere dich auch nicht, wenn man dann z.B. bei den grünen LED auch ein bischen rote Emission sieht. Das ist dem komplizierten Sperrschichtaufbau der modernen LED geschuldet.

P.S.:

Zitat :

der alte Einstein hat dafür sogar den Nobelpreis bekommen:-)

Der hat aber gewiss nicht an Halbleiterdioden gemessen, sondern an Vakuumfotozellen.
Auch solche erzeugen bei Belichtung eine mit dem DMM gut messbare Spannung bzw. Strom, obwohl man das Vakuum zwischen Anode und Kathode gut sehen kann.
Bei diesem Typ http://www.tubecollector.org/main/868.jpg , der um 1935 für Tonfilmprojektoren verwendet wurde, habe ich das selbst schon gemessen.
Man braucht ja nicht zu verraten, dass bei diesem Typ noch ein Edelgas zur Empfindlichkeitsverbesserung drin ist. Ohne extern angelegte Spannung spielt das auch keine Rolle, da die Elektronenenergie dann zur Stossionisation nicht ausreicht.












[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 23 Aug 2014  2:08 ]

Hallo zusammen,danke für die Antwortet.

Das wusste ich gar nicht, habe es gerade mal mit einer roten LED versucht. Abgedunkelt 0 V und im Tageslicht 0,004 Volt.

Aus dem Physikunterricht habe ich den Begriff Fotozelle noch in Erinnerung. Was ist denn der Unterschied zwischen einer Fotozelle, einem Fototransistor und einer Photodiode?

LG Frank

Zitat :

habe es gerade mal mit einer roten LED versucht. Abgedunkelt 0 V und im Tageslicht 0,004 Volt.

Das ist aber wenig!
Hast du es etwa mit einem Drehspulinstrument gemessen?
Die sind natürlich relativ niederohmig und es sind ja eigentlich Strommessgeräte. Strom kommt aus dem winzigen Kristall natürlich nicht viel heraus.
Versuch es mal mit einem Digitalvoltmeter.
Die haben meist ca 20MOhm Eingangswiderstand und im vollen Sonnenlicht sollte damit ungefähr 1V zu messen sein. (Bei einem Strom von etwa 50nA)

Hallo.

War mit dem Multimeter gemessen. Jetzt mit etwas Sonnenlicht im Zimmer bekomme ich 0,056V
LG Frank

Die Fotozelle arbeitet wie eine Vakuumröhre. Der Fototransistor, die Fotodiode und der Fotowiderstand sowie die Solarzelle nutzen Halbleiter! Grob gesagt werden bei allen Fotobauelementen durch die Photonen Elektronen aus dem Gitter gelöst.

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