光伏效應

　　當光照射到一個潔凈的金屬或半導體材料表面上時，入射光的頻率v超過某一值時，就有明顯的電子發(fā)射出。逸出的電子稱為光電子。每個光量子具有能量hv其中h是普朗克常數(shù)，v是光的頻率。在光輻照下，光子進入物體后與電子作用，如果電子是自由的，則吸收光子能量的電子，克服物體表面壘勢阻擋而逸出物體表面進而產(chǎn)生光電子。

　　光電效應是指光照射到某些物質(zhì)上，引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化，也就是光能量轉(zhuǎn)換成電能的這類光致電變的現(xiàn)象。光電效應分為外光電效應和內(nèi)光電效應。

　　外光電效應是指在光的作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象。又叫光電發(fā)射效應。

　　內(nèi)光電效應指光照在物體上，使物體的電導率發(fā)生變化，或產(chǎn)生光生電動勢的現(xiàn)象。分為光電導效應和光生伏特效應(即光伏效應)。光電導效應是在光線作用下，電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)過度到自由狀態(tài)，而引起材料電導率的變化的現(xiàn)象。即當光照射到光電導體上時，若這個光電導體為本征半導體材料，且光輻射能量又足夠強，光電材料價帶上的電子將被激發(fā)到導帶上去，使光導體的電導率變大。光生伏特效應是指光照使不均勻半導體或半導體與金屬結(jié)合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。

　　總體來說，光電效應和光伏效應區(qū)別有以下幾點：

　　第一，從定義上來說，光電效應其實是光伏效應的前提，光伏效應是光電效應作用于半導體這一特殊場所，從而產(chǎn)生了電勢差。

　　第二，材料上，產(chǎn)生光伏效應的材料只能是半導體，而光電發(fā)射效應材料可以是金屬。

　　第三，光伏效應是少數(shù)載流子過程，是半導體中少數(shù)載流子吸收光子后在PN結(jié)兩端產(chǎn)生電勢差，而光電發(fā)射效應你是半導體或金屬在光子激勵下輻射出自由電子，并且克服表面勢壘后逸出表面向外發(fā)射電子。

　　第四，光伏效應中載流子不能離開材料，后者可以離開材料。

　　第五，前者對于光譜有一定的吸收譜并且與光強有關(guān)，而后者存在截止波長電子逸出速度與光強無關(guān)，只有頻率有關(guān)。

　　光伏發(fā)電，太陽能發(fā)電都是光電效應的典型應用。光伏發(fā)電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。制作太陽能電池主要是以半導體材料為基礎(chǔ)，其工作原理是利用光電材料吸收光能后發(fā)生光電于轉(zhuǎn)換反應。