Den fotovoltaiska effekten ( fotovoltaisk effekt ) är ett kemiskt och fysikaliskt fenomen och kännetecknas av uppkomsten av en spänning eller elektrisk ström i ett ämne under påverkan av ljus . [1] Det observerades första gången av den franske fysikern A. E. Becquerel 1839 [2] .
Den fotovoltaiska effekten är direkt relaterad till den fotoelektriska effekten , men det är olika processer. När ljus träffar ytan av ett ämne absorberar elektroner i grundtillståndet energin från en foton och, när de exciteras, flyttar de till en ny energinivå, där de blir fria. Fria elektroner rör sig under inverkan av ett internt elektriskt fält ( Galvani potential ) mot anoden. En positiv laddning som kompenserar för den negativa laddningen av fria elektroner kallas ett hål och rör sig därför mot katoden. Processen där två fotoner absorberas samtidigt kallas för tvåfotonfotovoltaisk effekt. [3]
Den fotovoltaiska effekten används för att mäta intensiteten av infallande ljus (till exempel i fotodioder ) eller för att generera elektricitet i solpaneler . På grund av skillnaden i materiens struktur är det nödvändigt att skilja mellan den fotovoltaiska effekten i oorganiska kristallina strukturer, såsom kiselkristallina batterier, och polymerhalvledare i polymersolceller . [fyra]