Diferença entre efeito fotoelétrico e efeito fotovoltaico

Efeito Fotoelétrico vs Efeito Fotovoltaico
 

As maneiras pelas quais os elétrons são emitidos no efeito fotoelétrico e no efeito fotovoltaico criam a diferença entre eles. O prefixo 'foto' nesses dois termos sugere que esses dois processos ocorrem devido à interação da luz. De fato, eles envolvem a emissão de elétrons pela absorção de energia da luz. No entanto, eles diferem na definição, pois as etapas da progressão são diferentes em cada caso. A principal diferença entre os dois processos é que, no efeito fotoelétrico, os elétrons são emitidos para o espaço, enquanto que, no efeito fotovoltaico, os elétrons emitidos entram diretamente em um novo material. Vamos discutir isso em detalhes aqui.

O que é efeito fotoelétrico?

isso foi Albert Einstein que propuseram essa idéia em 1905 através de dados experimentais. Ele também explicou sua teoria sobre a natureza das partículas da luz, confirmando a existência da dualidade onda-partícula para todas as formas de matéria e radiação. Em seu experimento com efeito fotoelétrico, ele explica que, quando a luz é desviada de um metal por um período, os elétrons livres nos átomos do metal podem absorver energia da luz e sair da superfície, emitindo-se no espaço. Para que isso aconteça, a luz precisa transportar um nível de energia superior a um determinado valor limite. Esse valor limite também é chamado de 'função no trabalho'do respectivo metal. E essa é a energia mínima necessária para remover o elétron de sua concha. A energia adicional fornecida será convertida em energia cinética do elétron, permitindo que ele se mova livremente após ser liberado. No entanto, se apenas a energia igual à função de trabalho for fornecida, os elétrons emitidos permanecerão na superfície do metal, incapazes de se mover devido à falta de energia cinética.

Para que a luz transfira sua energia para um elétron de origem material, acredita-se que a energia da luz não seja, de fato, contínua como uma onda, mas venha em pacotes de energia discretos, conhecidos como 'quanta.Portanto, é possível que a luz transfira cada quanta de energia para elétrons individuais, fazendo com que eles se movam para fora de sua concha. Além disso, quando o metal é fixado como um cátodo em um tubo de vácuo com um ânodo receptor no lado oposto com um circuito externo, os elétrons que são ejetados do cátodo serão atraídos pelo ânodo, que é mantido em uma tensão positiva e , portanto, uma corrente está sendo transmitida no vácuo, completando o circuito. Esta foi a base das descobertas de Albert Einstein que lhe renderam o Prêmio Nobel em 1921 de Física.

O que é efeito fotovoltaico?

Este fenômeno foi observado pela primeira vez pelo físico francês A. E. Becquerel em 1839, quando tentou produzir uma corrente entre duas placas de platina e ouro, imersa em uma solução e exposta à luz. O que acontece aqui é que, os elétrons na banda de valência do metal absorvem a energia da luz e, por excitação, pulam para a banda de condução e, assim, ficam livres para se mover. Esses elétrons excitados são então acelerados por um potencial de junção interno (potencial de Galvani), para que possam cruzar diretamente de um material para outro, em contraste com o cruzamento de um espaço de vácuo, como no caso de efeito fotoelétrico, o que é mais difícil. As células solares operam com esse conceito.

Qual é a diferença entre Efeito Fotoelétrico e Efeito Fotovoltaico?

• No efeito fotoelétrico, os elétrons são emitidos para o espaço de vácuo, enquanto que, no efeito fotovoltaico, os elétrons entram diretamente em outro material quando emitidos..

• O efeito fotovoltaico é observado entre dois metais que estão em conjunto em uma solução, mas o efeito fotoelétrico ocorre em um tubo de raios catódicos com a participação de um cátodo e um ânodo conectado através de um circuito externo.

• A ocorrência do efeito fotoelétrico é mais difícil quando comparada ao efeito fotovoltaico.

• A energia cinética dos elétrons emitidos desempenha um grande papel na corrente produzida pelo efeito fotoelétrico, enquanto que não é tão importante no caso do efeito fotovoltaico.

• Os elétrons emitidos pelo efeito fotovoltaico são empurrados através de um potencial de junção, em contraste com o efeito fotoelétrico, onde não há potencial de junção envolvido.

Cortesia de imagens:

1. Efeito fotoelétrico de Feitscherg (CC BY-SA 3.0)
2. Ilustração esquemática do efeito fotovoltaico de Ncouniot (CC BY-SA 3.0)