Wie funktioniert eine photoleitende Zelle?

Photoleitende Zellen ändern den Widerstand eines Stromkreises in Abhängigkeit von der Lichtmenge, die auf die Zelle trifft. Aus diesem Grund werden photoleitfähige Zellen manchmal als photoresistive Bauelemente bezeichnet. Fotoleitende Zellen werden häufig in Anwendungen wie Straßenlaternen verwendet, die aufleuchten, wenn das Umgebungslicht unter einen bestimmten Schwellenwert fällt.

Sichtbares Licht ist eine Form elektromagnetischer Strahlung. Da elektromagnetische Strahlung Energie trägt und Licht eine Form elektromagnetischer Strahlung ist, trägt Licht Energie und kann verwendet werden, um einen elektrischen Strom zu erzeugen. Dies wird als photoelektrischer Effekt bezeichnet. Wenn Lichtphotonen auf einer leitfähigen Oberfläche landen, geben sie ihre Energie an die Oberfläche ab, wodurch die Atome Elektronen verlieren und elektrischen Strom erzeugen. Dieses Phänomen wurde erstmals 1887 von Heinrich Hertz entdeckt, aber es wurde nicht vollständig verstanden, bis Albert Einstein 1905 seine Forschungen über das Phänomen abschloss. 1921 erhielt Einstein den Nobelpreis für seine Bemühungen, den photoelektrischen Effekt zu beschreiben.

Photoleitende Zellen haben auf ihrer Oberseite eine Linse, die das Licht dort konzentriert, wo es benötigt wird. Unter der Linse trägt ein kleines Stück lichtempfängliches Calciumsulfid oder eine ähnliche Substanz elektrische Anschlüsse, die das Einsetzen der Zelle in einen Stromkreis erleichtern. Wenn die Lichtstärke, die die Zelle erreicht, ansteigt, sinkt der Widerstand in der Zelle, wodurch Strom durch den Stromkreis fließen kann.