光伏效應(yīng)

　　當(dāng)光照射到一個(gè)潔凈的金屬或半導(dǎo)體材料表面上時(shí)，入射光的頻率v超過(guò)某一值時(shí)，就有明顯的電子發(fā)射出。逸出的電子稱為光電子。每個(gè)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(jìn)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(shì)阻擋而逸出物體表面進(jìn)而產(chǎn)生光電子。

　　光電效應(yīng)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(lèi)光致電變的現(xiàn)象。光電效應(yīng)分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)。

　　外光電效應(yīng)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(yīng)。

　　內(nèi)光電效應(yīng)指光照在物體上，使物體的電導(dǎo)率發(fā)生變化，或產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。分為光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)(即光伏效應(yīng))。光電導(dǎo)效應(yīng)是在光線作用下，電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)過(guò)度到自由狀態(tài)，而引起材料電導(dǎo)率的變化的現(xiàn)象。即當(dāng)光照射到光電導(dǎo)體上時(shí)，若這個(gè)光電導(dǎo)體為本征半導(dǎo)體材料，且光輻射能量又足夠強(qiáng)，光電材料價(jià)帶上的電子將被激發(fā)到導(dǎo)帶上去，使光導(dǎo)體的電導(dǎo)率變大。光生伏特效應(yīng)是指光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)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(lái)說(shuō)，光電效應(yīng)和光伏效應(yīng)區(qū)別有以下幾點(diǎn)：

　　第一，從定義上來(lái)說(shuō)，光電效應(yīng)其實(shí)是光伏效應(yīng)的前提，光伏效應(yīng)是光電效應(yīng)作用于半導(dǎo)體這一特殊場(chǎng)所，從而產(chǎn)生了電勢(shì)差。

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

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

　　第四，光伏效應(yīng)中載流子不能離開(kāi)材料，后者可以離開(kāi)材料。

　　第五，前者對(duì)于光譜有一定的吸收譜并且與光強(qiáng)有關(guān)，而后者存在截止波長(zhǎng)電子逸出速度與光強(qiáng)無(wú)關(guān)，只有頻率有關(guān)。

　　光伏發(fā)電，太陽(yáng)能發(fā)電都是光電效應(yīng)的典型應(yīng)用。光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。制作太陽(yáng)能電池主要是以半導(dǎo)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(yīng)。