内光电效应（内光电效应的光电器件）

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光电效应有哪三种？

光电效应只能分为两类，光电效应又可以分为外部光电效应和内部光电效应。

1.内部光电效应是光激发产生的载流子(自由电子或空空穴)仍在材料内部移动，改变材料的导电性或产生光伏的现象。

2.外光电效应是光激发产生的电子从材料表面逸出，形成真空电子的现象。

(1)光电导效应

在光的作用下，电子从束缚态到自由态吸收光子能量，引起材料电导率的变化。

当光照射到光电导体上时，如果光电导体是本征半导体材料，光辐射能量足够强，光电材料价带中的电子就会被激发到导带，从而增加光电导体的电导率。

(2)光伏效应

“光伏效应”，简称“光伏效应”。指光在不均匀的半导体或半导体与金属的不同部分之间引起电位差的现象。首先是光子(光波)到电子，光能到电能的过程。其次，是形成电压的过程。有了电压，就像建了一座大坝。如果两者相连，就会形成一个电流回路。

扩展信息:

光电效应现象是赫兹在做火花放电实验以证实麦克斯韦电磁理论时偶然发现的，但这一现象成为突破麦克斯韦电磁理论的重要证据。

爱因斯坦在研究光电效应时给出的光量子的解释，不仅拓展了普朗克的量子理论，而且证明了波粒二象性不仅是能量所具有的，光辐射本身也是量子化的。同时为唯物辩证法的对立统一规律提供了自然科学证据，具有不可估量的哲学意义。这个理论也为玻尔的原子论和德布罗意的物质波理论奠定了基础。

密立根的定量实验研究不仅从实验的角度证明了光量子理论，也为玻尔的原子论提供了证据。

1921年，爱因斯坦因建立光的量子理论并成功解释光电效应而获得诺贝尔物理学奖。

1922年，玻尔的原子论也因为密立根证实了光量子理论而得到了实验的支持，从而获得了诺贝尔物理学奖。

1923年，密立根因“测量元素电荷，研究光电效应”获得诺贝尔物理学奖。

百度百科-光电效应

光电效应有哪三种？

光电效应可分为三类，即外光电效应、内光电效应和光伏效应。光电效应是指在一定频率的电磁波照射下，某些物质中的电子会被光子激发形成电流，即光生电。

光电效应的范畴

1.外光电效应:指物质中的电子在光的照射下从表面逸出的现象。光电管和光电倍增管都属于这一类。它们的光电发射体，也就是亮电极，就是由具有这种特性的材料制成的。

2.内部光电效应:指材料在光的照射下电阻率发生变化的现象，光敏电阻属于这一类。

3.光伏效应:利用光垒效应，是指在光的照射下，物体内部产生一定方向的电位。基于光伏效应，光伏电池是自发电的有源器件。

光电效应的应用

1.光电探测器是半导体光电效应的一个重要应用，其中光电池是这类光电器件的重要组成部分，光电探测器在生活和科技领域有着非常广泛的应用。

2.光电效应还将应用于太阳能电池，太阳能电池将成为航天器、卫星和空站的重要长期电源。

什么是内部光电效应和外部光电效应？

内部光电效应:光电效应的一种，主要是由于光子效应，引起物质电化学性质的变化。内部光电效应可分为光电导效应和光伏效应。

外部光电效应:物质吸收光子并激发自由电子的行为。当金属表面受到特定光线照射时，金属会吸收光子并发射电子。发射的电子被称为光电子。当光的波长小于某个临界值时，可以发射电子，临界值就是极限频率和极限波长。

内部光电效应

半导体材料的价带和导带之间存在带隙，其能量区间为eg，所以价带中的电子不会自发跳到导带，所以半导体材料的电导率远小于导体。但是，如果价带中的电子被某种方式激发，就可以被激发到导带中形成载流子，增加电导率。照明是一种激励方式。当入射光能量h ν ≥ eg时

百度百科-内部光电效应

内外光电效应有什么区别？

1.外部光电效应

指物质中的电子在光的照射下从表面逸出的现象。光电管和光电倍增管都属于这一类。它们的光电发射体，也就是亮电极，就是由具有这种特性的材料制成的。

2.内部光电效应

是指材料在光的照射下电阻率发生变化的现象。光敏电阻就属于这一类。

光电效应

当光照射到某些物质上时，物质的电学性质发生变化，这种光电变化现象统称为光电效应。光电效应一般分为外光电效应和内光电效应。内部光电效应是光激发产生的载流子(自由电子或空空穴)仍在物质内部移动，改变物质的导电性或产生光伏的现象。外光电效应是光激发产生的电子从物质表面逃逸，形成真空电子的现象。

一、外光电效应在光的作用下，物体中的电子从物体表面逸出并向外发射的现象称为外光电效应。向外发射的电子叫做光电子。基于外部光电效应的光电器件包括光电池和光电倍增管。

光子是高能粒子，每个光子的能量为e = HVH-普朗克常数，6.626×10-34J·s；ν-光的频率(s -1)根据爱因斯坦的假设，一个电子只能接受一个光子的能量，所以为了使一个电子从物体表面逃逸，光子的能量必须大于物体的表面功函数，多余的能量表示为逃逸电子的动能。外部光电效应多发生在金属和金属氧化物中，从光照射到金属释放电子的时间不超过10-9s。

根据能量守恒定律

E=hv-W

这个方程叫做爱因斯坦光电效应方程。

二、内部光电效应当光照射到物体上，物体的导电性发生变化，或者产生光生电动势的现象。分为光导效应和光电效应(光伏效应)。

光电导效应在光的作用下，电子从束缚态到自由态吸收光子能量，导致材料电导率的变化。当光照射到光电导体上时，如果光电导体是本征半导体材料，光辐射能量足够强，光电材料价带中的电子就会被激发到导带，从而增加光电导体的电导率。基于这种效应的光电器件有光敏电阻。

光伏效应可以使一个物体在光的作用下产生一定方向的电动势。基于这种效应的器件包括光电池、光电二极管和三极管。

(1)当PN结受到具有势垒效应(结光电效应)的光照射时，如果hf _ Eg使价带中的电子跃迁到导带，就产生了电子空空空穴对。在势垒层电场的作用下，电子偏向N区外侧，空空穴偏向P区外侧，使得P区带正电，N区带负电，形成光伏电动势。

②横向光电效应(Danpe效应)当半导体光电器件受到不均匀辐照时，在辐照部分产生电子空空空穴对，载流子浓度高于未辐照部分，产生载流子浓度梯度和载流子扩散。如果电子的扩散速度比空穴空空快，那么被照射的部分带正电，未被照射的部分带负电，从而产生电动势，这就是横向光电效应。

(3)光磁效应当半导体受到强光照射，并在光的垂直方向施加磁场时，垂直于光的半导体与磁场两端之间产生电势的现象称为光电磁效应，可视为光扩散电流的霍尔效应。④贝克雷尔效应是指液体中的光伏效应。当光照射浸在电解液中的两个相同电极中的一个时，在两个电极之间产生电势的现象称为贝克雷尔效应。光敏电池的工作原理就是基于这种效应。

内部和外部的光电效应是什么？各是什么意思？

1.外部光电效应

当光照射到光电材料上时，材料表面的电子吸收能量。如果电子吸收的能量足够大，电子就会从表面逃逸，从而改变光电材料的导电性。这种现象成为外部光电效应。

根据爱因斯坦的光电子效应，光子是运动的粒子流，每个光子的能量为hv(v为光波频率，H为普朗克常数)，说明不同频率的光子能量不同，光波频率越高，光子能量越大。假设把光子能量全部给了光子，电子能量会增加，增加的能量一部分用来克服正离子的束缚，另一部分转化为电子能量。根据能量守恒定律:

从上面可以看出，光电子从阴极表面逸出的必要条件是hvw。因为不同的材料有不同的功函数，所以入射光对于每种阴极材料都有一定的频率限制。当入射光的频率低于频率极限时，无论光强度如何，都不会发生光电子发射。这个频率

限于“红色极限”。

2.内部光电效应

当光照射到半导体表面时，半导体中的电子从半导体表面逃逸到周围空的现象称为外光电效应。这种现象可以用来制作阴极射线管、光电倍增管和摄像管的光阴极。半导体材料的价带和导带之间存在带隙，其能量区间为eg，一般情况下，价带中的电子不会自发跳到导带，所以半导体材料的电导率远小于导体。但是，如果价带中的电子被某种方式激发，就可以被激发到导带中形成载流子，增加电导率。照明是一种激励方式。当入射光能量hν≥Eg( Eg为带隙间隔)时，价带中的电子会吸收光子能量而跳到导带，在价带中留下一个空空空穴，形成一对导电的电子-空空穴对。这里的电子不是逃逸形成光电子，而是明显存在光照引起的电效应。所以这个光电效应是内部光电效应。从理论和实验结果分析，入射光也有极限能量，即Eλ=hν0=Eg，其中ν0为低频极限(即极限频率ν0=Egh)。这个关系也可以用长波极限来表示，即λ0=hcEg。当入射光的频率大于ν0或波长小于λ0时，电子会发生带间跃迁。当入射光的能量较小时，电子无法从价带跃迁到导带，电子可能会吸收光能，然后在一个能带内的次能级结构之间跃迁(即图1中每个能带内的细线之间)。

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