光電変換器
定義
光電変換器は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する半導体デバイスです。光が当たると電子を放出する光センシティブな要素を使用し、その要素の電気的特性が変わり、吸収された光の強度に比例した電流が誘発されます。以下の図は、半導体材料の構造を示しています。
光電変換器は、半導体材料に到達する光放射を吸収します。この吸収により、材料の電子が活性化され動き始めます。電子の移動性は以下の3つの効果のいずれかを生み出します：
光電変換器の分類
光電変換器は以下の通り分類されます：
光放出セル
光放出セルは、光子を電気エネルギーに変換します。陽極棒とカソード板を持ち、両方ともセシウムアンチモンなどの光放出性材料でコーティングされています。
光放射がカソード板に当たると、電子がカソードから陽極へ流れ始めます。陽極とカソードは閉じた不透明な真空管内に密封されています。光放射が密封された管に到達すると、カソードから電子が放出され、陽極に向かって移動します。
陽極は正の電位に保たれており、これにより光電流が流れます。この電流の大きさは、管を通る光の強度に直接比例します。
光導電セル
光導電セルは、光エネルギーを電流に変換します。カドミウムセレン、ゲルマニウム（Ge）、またはセレン（Se）などの半導体材料を光センシング要素として使用します。
光線が半導体材料に当たると、その導電性が増加し、材料は閉じたスイッチのように動作します。電流が材料を通過し、メーターの針を動かします。
光起電力セル
光起電力セルは、アクティブトランスデューサーの一種です。負荷が接続されると、光起電力セル内で電流が流れ始めます。シリコンやセレンは一般的に半導体材料として使用されます。半導体材料が光（熱ではなく）を吸収すると、自由電子が動き始めます。これが光起電力効果と呼ばれます。
電子の動きによりセル内で電流が生成され、これが光電流と呼ばれています。
フォトダイオード
フォトダイオードは、光を電流に変換する半導体デバイスです。フォトダイオードが光エネルギーを吸収すると、その半導体材料内の電子が動き始めます。フォトダイオードは非常に短い応答時間を持ち、逆バイアス下で動作するように設計されています。
フォトトランジスタ
フォトトランジスタは、光エネルギーを電気エネルギーに変換し、電流と電圧を生成するデバイスです。
光起電力セル
光起電力セルは、透明な容器に封入された半導体材料で構成される双極性デバイスです。これにより、光が容易に光センシティブな要素に到達できます。要素が光を吸収すると、デバイスのベースからエミッタへ電流が流れ始め、これは電圧に変換されます。
