Sisefotoefekt

Sisefotoefekt on niisugune valguse vm elektromagnetkiirguse põhjustatud nähtus, mis tekib tahkes aines, harilikult pooljuhis, kui selles neelduvate footonite energia ületab aine aatomi keelutsooni laiuse. Sisefotoefekti kirjeldavad põhimõisted on fotojuhtivus ja fotogalvaaniline efekt.

Neeldunud valgus tekitab aines täiendavalt laengukandjaid ‒ elektrone ja auke. Sellest tulenevat lisaelektrijuhtivust nimetatakse fotojuhtivuseks. Footonite energia tõstab elektronid valentstsoonist energeetiliselt kõrgemasse juhtivustsooni. Kuna seejuures ületatav keelutsooni laius sõltub materjalist, siis on erinevad ka valguse maksimaalsed lainepikkused (vastavalt minimaalsed sagedused), mis fotojuhtivuse esile kutsuvad: galliumarseniidil 0,85 µm (mikromeetrit), ränil 1,1 µm, germaaniumil 1,8 µm.

 Pikemalt artiklis Fotogalvaaniline efekt

Kui valgus langeb pn-siirdele või pooljuhi ja metalli pinna vahelisele tõkkekihile, kaasneb fotojuhtivusega fotoelektromotoorjõu tekkimine: valguse toimel moodustuvad aatomitest vabastatud laengukandjapaarid, mille elektronid lähevad siirde n-kihti ja augud p-kihti, moodustades fotovoolu. Niiviisi muundub valgusenergia vahetult elektrienergiaks. Seda nähtust nimetatakse fotogalvaaniliseks efektiks (inglise k photovoltaic effect) ehk ventiilfotoefektiks.

Fotojuhtivusel põhinevad fototakistid, fotodioodid, fototransistorid ja pildisensorid (CCD- ja CMOS-sensorite valgustundlik pind koosneb miljonitest fotodioodest). Fotodioodi vastuvool on suures ulatuses võrdeline dioodile langeva valgusvooga.

Fotogalvaanilise efekti põhiline rakendusala on Päikese kiirgusenergia muundamine elektrienergiaks suurepinnalistes fotodioodides ‒ päikeseelementides ja neist koostatud päikesepatareides.

• Optiline tajur
• Päikeseelement