Perbedaan Antara Efek Fotoelektrik dan Efek Fotovoltaik

Efek Fotoelektrik vs Efek Fotovoltaik
 

Cara-cara di mana elektron dipancarkan dalam efek fotolistrik dan efek fotovoltaik menciptakan perbedaan di antara mereka. Awalan 'foto' dalam dua istilah ini menunjukkan bahwa kedua proses ini terjadi karena interaksi cahaya. Bahkan, mereka melibatkan emisi elektron dengan penyerapan energi dari cahaya. Namun, mereka berbeda dalam definisi karena langkah-langkah perkembangan berbeda dalam setiap kasus. Perbedaan utama antara kedua proses adalah bahwa dalam efek fotolistrik, elektron dipancarkan ke ruang sedangkan, dalam efek fotovoltaik, elektron yang dipancarkan langsung memasuki bahan baru. Mari kita bahas secara rinci di sini.

Apa itu Efek Fotolistrik?

Dulu Albert Einstein yang mengusulkan gagasan ini pada tahun 1905 melalui data eksperimen. Dia juga menjelaskan teorinya tentang sifat partikel cahaya dengan mengkonfirmasi keberadaan dualitas gelombang-partikel untuk semua bentuk materi dan radiasi. Dalam eksperimennya dalam efek fotolistrik, ia menjelaskan bahwa ketika cahaya dijauhkan dari logam untuk suatu periode, elektron bebas dalam atom logam dapat menyerap energi dari cahaya dan keluar dari permukaan yang memancarkan dirinya ke ruang angkasa. Agar ini terjadi, cahaya harus membawa tingkat energi yang lebih tinggi dari nilai ambang batas tertentu. Nilai ambang ini juga disebut 'fungsi kerjadari logam masing-masing. Dan ini adalah energi minimum yang diperlukan untuk menghilangkan elektron dari cangkangnya. Energi tambahan yang disediakan akan diubah menjadi energi kinetik dari elektron yang memungkinkannya untuk bergerak bebas setelah dilepaskan. Namun, jika hanya energi yang setara dengan fungsi kerja yang disediakan, elektron yang dipancarkan akan tetap berada di permukaan logam, tidak dapat bergerak karena kurangnya energi kinetik..

Agar cahaya mentransfer energinya ke sebuah elektron yang berasal dari material, diperkirakan bahwa energi cahaya, pada kenyataannya, tidak kontinu seperti gelombang, tetapi datang dalam paket energi diskrit yang dikenal sebagai 'kuanta.'Oleh karena itu, dimungkinkan bagi cahaya untuk mentransfer setiap kuanta energi ke masing-masing elektron sehingga mendorongnya keluar dari kulitnya. Selanjutnya, ketika logam difiksasi sebagai katoda dalam tabung hampa udara dengan anoda penerima di sisi yang berlawanan dengan sirkuit eksternal, elektron yang dikeluarkan dari katoda akan tertarik oleh anoda, yang dipertahankan pada tegangan positif dan , oleh karena itu, arus ditransmisikan dalam ruang hampa, menyelesaikan rangkaian. Ini adalah dasar dari temuan Albert Einstein yang memenangkannya Hadiah Nobel pada tahun 1921 untuk Fisika.

Apa itu Efek Fotovoltaik?

Fenomena ini pertama kali diamati oleh Fisikawan Prancis A. E. Becquerel pada tahun 1839 ketika dia mencoba menghasilkan arus antara dua lempeng platinum dan emas, dicelupkan ke dalam larutan dan terpapar cahaya. Apa yang terjadi di sini adalah bahwa elektron dalam pita valensi logam menyerap energi dari cahaya dan ketika eksitasi melompat ke pita konduksi dan dengan demikian menjadi bebas untuk bergerak. Elektron tereksitasi ini kemudian dipercepat oleh potensial sambungan built-in (Potensi Galvani) sehingga mereka dapat langsung berpindah dari satu bahan ke bahan lain, berbeda dengan melintasi ruang hampa udara seperti dalam kasus efek fotolistrik, yang lebih sulit. Sel surya beroperasi pada konsep ini.

Apa perbedaan antara Efek Fotoelektrik dan Efek Fotovoltaik?

• Dalam efek fotolistrik, elektron dipancarkan ke dalam ruang vakum sedangkan, dalam efek fotovoltaik, elektron langsung memasukkan bahan lain setelah emisi.

• Efek fotovoltaik diamati antara dua logam yang bersamaan dengan satu sama lain dalam larutan tetapi efek fotolistrik terjadi dalam tabung sinar katoda dengan partisipasi katoda dan anoda yang terhubung melalui sirkuit eksternal..

• Terjadinya efek fotolistrik lebih sulit jika dibandingkan dengan efek fotovoltaik.

• Energi kinetik dari elektron yang dipancarkan memainkan peran besar dalam arus yang dihasilkan oleh efek fotolistrik sedangkan itu tidak begitu penting dalam kasus efek fotovoltaik..

• Elektron yang dipancarkan melalui efek fotovoltaik didorong melalui potensi persimpangan berbeda dengan efek fotolistrik di mana tidak ada potensi persimpangan yang terlibat.

Gambar:

1. Efek fotolistrik oleh Feitscherg (CC BY-SA 3.0)
2. Ilustrasi skematik efek fotovoltaik oleh Ncouniot (CC BY-SA 3.0)