Photoeffekt

Der Photoeffekt ist ein physikalisches Phänomen, das erstmals 1839 von dem französischen Physiker Alexander-Edmond Becquerel nachgewiesen wurde. Später wurde dieses Phänomen von den deutschen Physikern Heinrich Hertz und Wilhelm Hallwachs bestätigt. Daher spricht man auch vom Hallwachs-Effekt.


Der Photoeffekt ist ein lichtelektrischer Effekt bei dem aus metallischen Oberflächen bei der Bestrahlung mit Licht Elektronen herausgelöst werden. Wird eine Oberfläche mit Licht bestrahlt, dann treffen Photonen auf sie und reißen Elektronen aus ihrem Verbund. Arbeitete Hallwachs noch mit Zinkplatten, so wurde bei späteren Versuchen mit dem Halbleitermaterial Selen (Se) gearbeitet und noch später wurden Germanium (Ge) und Silizium (Si) benutzt. Mit dieser Technik konnten erstmals Fotozellen, später Fotodioden, Fototransistoren. Foto-FETs und Solarzellen hergestellt werden.

Wenn Halbleiter Licht absorbieren, erzeugen sie Photonen. Ist die Energie der Photonen größer als die Bandlücke des Halbleiters, dann befördern sie Elektronen durch die einfallende Lichtenergie, vom energetisch niedrigeren Valenzband über die Bandlücke ins energetisch höhere Leitungsband. Im Valenzband hinterlassen sie Fehlelektronen, also positiv geladene Elektronenlöcher. Zwischen Leitungsband und Valenzband entsteht eine Elektronen-Fehlelektronen-Kombination. Bei Silizium beträgt die dazu benötigte Energie, die durch Licht angeregt wird, 1,26 eV. Durch das einfallende Licht erhöht sich die elektrische Leitfähigkeit des Halbleiters. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von Lichtleitfähigkeit, englisch Photoconductivity. Je höher die einfallende Lichtstärke ist, desto höher wird die Leitfähigkeit.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Photoeffekt
Englisch: photo effect
Veröffentlicht: 07.02.2019
Wörter: 236
Tags: #Elektronik-Grundlagen
Links: Bandlücke, Elektronenvolt, Fotodiode, Fototransistor, Germanium