1、什么是内光电效应和外光电效应？

内光电效应：光电效应的一种，主要由于光量子作用，引发物质电化学性质变化。内光电效应又可分为光电导效应和光生伏特效应。

外光电效应：物质吸收光子并激发出自由电子的行为。当金属表面在特定的光辐照作用下，金属会吸收光子并发射电子，发射出来的电子叫做光电子。光的波长需小于某一临界值时方能发射电子，其临界值即极限频率和极限波长。

内光电效应

半导体材料的价带与导带间有一个带隙，其能量间隔为Eg。价带中的电子不会自发地跃迁到导带，所以半导体材料的导电性远不如导体。但如果通过某种方式给价带中的电子提供能量，就可以将其激发到导带中，形成载流子，增加导电性。光照就是一种激励方式。当入射光的能量hν≥Eg。

以上内容参考：百度百科-内光电效应

2、内外光电效应的区别

1.外光电效应

指在光的照射下，材料中的电子逸出表面的现象。 光电管 及 光电倍增管 均属这一类。它们的光电发射极，即光明极就是用具有这种特性的 材料制造 的。

2.内光电效应

指在光的照射下，材料的电阻率发生改变的现象。光敏电阻即属此类。

光电效应

光照射到某些物质上 , 引起物质的电性质发生变化 , 这类光致电变的现象统称为光电 效应。 光电效应一般分为外光电效应和内光电效应。 内光电效应是被光激发所产生的载流子 (自由电子或空穴)仍在物质内部运动,使物质的电导率发生变化或产生光生伏特的现象。 外光电效应是被光激发产生的电子逸出物质表面,形成真空中的电子的现象。

一、 外光电效应在光线的作用下, 物体内的电子逸出物体表面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。 基于外光电效应的光电器件有光电管、 光电倍增管 等。

光子是具有能量的粒子,每个光子的能量:E=hvh— 普朗克常数, 6.626×10-34J·s ; ν— 光的频率(s -1)根据爱因斯坦假设,一个电子只能接受一个光子的能量,所以要使一个电 子从物体表面逸出, 必须使光子的能量大于该物体的表面逸出功, 超过部分的能量表现为逸 出电子的动能。 外光电效应多发生于金属和金属氧化物, 从光开始照射至金属释放电子所需 时间不超过 10-9s 。

根据能量守恒定理

E=hv-W

该方程称为爱因斯坦光电效应方程。

二、 内光电效应当光照在物体上, 使物体的电导率发生变化, 或产生光生电动势的 现象。分为光电导效应和光生伏特效应(光伏效应) 。

1 光电导效应在光线作用下, 电子吸收光子能量从键合状态过度到自由状态, 而引 起材料电导率的变化。 当光照射到光电导体上时, 若这个光电导体为本征半导体材料, 且光 辐射能量又足够强,光电材料价带上的电子将被激发到导带上去,使光导体的电导率变大。 基于这种效应的光电器件有光敏电阻。

2 光生伏特效应在光作用下能使物体产生一定方向电动势的现象。 基于该效应的 器件有光电池和光敏二极管、三极管。

① 垒效应(结光电效应)光照射 PN 结时,若 hf ≧ Eg ,使价带中的电子跃迁到导 带,而产生电子空穴对,在阻挡层内电场的作用下,电子偏向 N 区外侧,空穴 偏向 P 区外侧,使 P 区带正电, N 区带负电,形成光生电动势。

② 侧向光电效应(丹培效应)当半导体光电器件受光照不均匀时,光照部分产生 电子空穴对,载流子浓度比未受光照部分的大,出现了载流子浓度梯度,引起 载流子扩散,如果电子比空穴扩散得快,导致光照部分带正电,未照部分带负 电,从而产生电动势,即为侧向光电效应。

③ 光电磁效应半导体受强光照射并在光照垂直方向外加磁场时, 垂直于光和磁场 的半导体两端面之间产生电势的现象称为光电磁效应, 可视之为光扩散电流的 霍尔效应。④贝克勒耳效应是指液体中的光生伏特效应。当光照射浸在电解液 中的两个同样电极中的一个电极时, 在两个电极间产生电势的现象称为贝克勒 耳效应。感光电池的工作原理基于此效应。

3、在光线作用下物体电导性能发生变化或产生一定方向电动势的现象 称为( )效应

在光线作用下，物体电导性能发生变化或产生一定方向的电动势的现象，这种现象称为：内光电效应。

内光电效应指的是当光子入射到半导体 PN 结的结区时，会产生电子-空穴对，从而形成电流的现象。在 PN 结的结区中，若存在光子入射，则可以通过把光子的能量转化为电子能量来引发电流。这种现象被称为内光电效应。

内光电效应的实现是靠半导体 PN 结中的 p 区和 n 区所构成的载流子结合联合作用完成的。当光子入射到这个区域后，它会造成电子从价带跃迁到导带，形成电子-空穴对。因为在这个区域内存在一个内建电势，因此电子会向逆电势方向流动，而空穴向正电势方向流动，从而形成电流。

内光电效应可以用于制造光电二极管和光伏电池。光电二极管是一种用于检测和转换光信号的器件，它使用内光电效应来产生电流。光伏电池则是一种能够将光能转化为电能的设备，也是内光电效应的应用之一。光伏电池的研究有助于推动可再生能源等领域的发展，也有着广泛的应用前景。

内光电效应是一种非常重要的物理现象，在光电器件和可再生能源等领域有着广泛的应用。未来随着技术的不断进步，内光电效应相关的研究和应用将会更加广泛深入，为我们的生活带来更多的便利和可能性，提高我们的科技水平。

内光电效应的意义

在于它是一种将光能转化为电能的机制，运用该效应可以制造出众多的光电器件和设备，例如光电二极管和光伏电池等。这些器件和设备在人们的日常生活和工业生产中有着广泛的应用和作用。

4、内光电效应的代表器件

内光电效应的代表器件有光电二极管、光电三极管、光电晶体管等。

一、光电二极管。

光电二极管（Photodiode）是一种利用内光电效应原理制成的器件，是一种半导体二极管结构，它能够将光信号转换为电信号。光电二极管与普通的二极管在功能上相似，都是将信号转换为电信号，但它们的差别在于光电二极管可以将光信号转换成电信号。

光电二极管与普通二极管的区别在于其PN结可吸收光子，将光能转化成电能。光子进入光电二极管的PN结时，会激发出电子空穴对。由于存在内建电场的作用，电子和空穴会被分离，而电子被提取到n型区域，空穴被提取到p型区域，在二极管处形成电压、电流或电荷的变化。

光电二极管通常用于光电通信、光度测量、光电光谱、光电成像等领域。在光电通信系统中，它主要用于接收光信号，并将其转化为电信号进行传输。

二、光电三极管。

光电三极管（Phototransistor）是一种利用光控放大原理制成的光电器件。由于它的结构类似于普通的晶体管，所以它也被称为光敏晶体管。光电三极管是在基极区域注入光子，从而形成一个电荷载流子对，进而控制晶体管的导通和截止，实现信号的放大和转换。

由于光电三极管比光电二极管具有更大的收集区域和相对较高的放大倍数，因此在低光电平下具有更高的灵敏度和较好的抗干扰能力。光电三极管有两个PN结，共有三个区域，即基区、发射区和集电区。

三、光电晶体管。

光电晶体管（Phototransistor）是一种光触发型的晶体管，是一种利用内光电效应原理制成的光电器件。光电晶体管是在晶体管基础上加上光敏电极，外加电源，在其光敏电极处通过光电效应产生电荷，从而实现对电流或电压的控制。

它与普通的晶体管的原理比较相似，但是光电晶体管可以通过光控效应控制电流和电压的变化。在光照光子的作用下，光电晶体管可以实现电导的调制、光电倍增、放大以及灵敏检测等多种功能，是一种高灵敏度、高速度的光电转换器件。

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