A fotovoltaikus effektus ( fotovoltaikus hatás ) kémiai és fizikai jelenség, amelyre az jellemző, hogy egy anyagban fény hatására feszültség vagy elektromos áram jelenik meg . [1] Először A. E. Becquerel francia fizikus figyelte meg 1839-ben [2] .
A fotovoltaikus hatás közvetlenül kapcsolódik a fotoelektromos effektushoz , azonban ezek különböző folyamatok. Amikor a fény egy anyag felületére ér, az alapállapotban lévő elektronok elnyelik a foton energiáját , és gerjesztve egy új energiaszintre lépnek, ahol felszabadulnak. A szabad elektronok belső elektromos tér ( Galvani-potenciál ) hatására az anód felé mozognak. A szabad elektronok negatív töltését kompenzáló pozitív töltést lyuknak nevezzük , és ennek megfelelően a katód felé mozog. Azt a folyamatot, amelyben két foton egyidejűleg abszorbeálódik, kétfoton fotovoltaikus hatásnak nevezik. [3]
A fotovoltaikus effektust a beeső fény intenzitásának mérésére (például fotodiódákban ) vagy napelemekben elektromos áram előállítására használják . Az anyag szerkezetének különbsége miatt különbséget kell tenni a fotovoltaikus hatás között a szervetlen kristályszerkezetekben, mint például a szilícium kristályos akkumulátorokban, és a polimer félvezetők között a polimer napelemekben . [négy]