光電效應(yīng)當(dāng)電子從外界獲得能量時(shí)將會(huì)跳到較高的能階，獲得的能量越多跳的能階也越高，電子處在較高的能階時(shí)并不穩(wěn)定，很快就會(huì)把獲得的能量釋放回到原來的能階。如果電子獲得的能量夠高就擺脫原子核的束縛成為自由電子，電子空出來的位置則稱為空穴。自由電子可能會(huì)因?yàn)槟Σ粱蚺鲎驳纫蛩負(fù)p失能量，后受到空穴的吸引而復(fù)合。自由電子與空穴的多寡對(duì)電氣特性有很大的影響，越多的自由電子與空穴可以使導(dǎo)電性增加，同時(shí)也可以使輸出電流增加，因此可以推測(cè)陽光越強(qiáng)時(shí)生成的自由電子與空穴越多，則輸出電流也越大。例如，硅的外層電子要成為自由電子需要吸收1.1ev的能量，當(dāng)硅外層電子吸收到的光能量超過1.1ev時(shí)將會(huì)產(chǎn)生自由電子及空穴

半導(dǎo)體光電器件是把光和電這兩種物理量聯(lián)系起來，使光和電互相轉(zhuǎn)化的新型半導(dǎo)體器件。光電器件主要有：利用半導(dǎo)體光敏特性工作的光電導(dǎo)器件、利用半導(dǎo)體光伏打效應(yīng)工作的光電池和半導(dǎo)體發(fā)光器件等。一、 光電導(dǎo)器件半導(dǎo)體材料的光敏特性，即當(dāng)半導(dǎo)體材料受到一定波長光線的照射時(shí),其電阻率明顯減小,或說電導(dǎo)率增大的特性。這個(gè)現(xiàn)象也叫半導(dǎo)體的光電導(dǎo)特性。利用這個(gè)特性制作的半導(dǎo)體器件叫光電導(dǎo)器件。入射光在基區(qū)激發(fā)出電子----空穴時(shí)，形成基極電流，而集電極電流是基極電流β倍，因此光照便能有效地控制集電極電流。

傳感器技術(shù)中很重要的一類稱為光傳感器。光傳感器通常是指紫外到紅外波長范圍的傳感器，其類型可分為量子探測(cè)器和熱探測(cè)器兩類。本實(shí)驗(yàn)將介紹常用的量子探測(cè)器或稱光子探測(cè)器，它是利用材料的光電效應(yīng)制作成的探測(cè)器，故也稱為光電轉(zhuǎn)換器。其主要參數(shù)有響應(yīng)度(靈敏度)、光譜響應(yīng)范圍、響應(yīng)時(shí)間和可探測(cè)的1小輻射功率等。光電轉(zhuǎn)換器件主要是利用光電效應(yīng)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。自光電效應(yīng)發(fā)現(xiàn)至今，光電轉(zhuǎn)換器件獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，目前各種光電轉(zhuǎn)換器件已廣泛地應(yīng)用在各行各業(yè)。耗盡層光電二極管有pin層、pn層、金屬-半導(dǎo)體型、異質(zhì)型等CCD(ChargeCoupledDevice)即電荷耦合器件，通過輸入面上光電信號(hào)逐點(diǎn)的轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存和傳輸，在其輸出端產(chǎn)生一時(shí)序信號(hào)。

1、多接面、多能隙、多能帶結(jié)構(gòu)，使用不同能隙的材料來吸收不同波長的光子。減少載子能帶內(nèi)的能量釋放，大幅度提高太陽能電池的效率；2、一個(gè)光子產(chǎn)生多個(gè)電子一空穴對(duì)，增加輸出的光 電流，從而提高太陽能 電池的效率；3、熱載子太陽能電池，提高載子溫度能夠大幅度提高太陽能電池的效率；4、黑體輻射的頻譜轉(zhuǎn)換，將太陽光改變成理想的光源，減少載子能帶內(nèi)的能量釋放，提高太陽能電池的效率；5、新材料如染料感光太陽能電池、聚合物和有機(jī)物材料的太陽能電池等；光傳感器通常是指紫外到紅外波長范圍的傳感器，其類型可分為量子探測(cè)器和熱探測(cè)器兩類。6、熱光伏特1效應(yīng)，將不能進(jìn)行光伏效應(yīng)的太陽能通過晶格振動(dòng)的多聲子吸收轉(zhuǎn)化為可以進(jìn)行光伏效應(yīng)的光能 ，從而提高太陽能電池的效率。