Une cellule photoélectrique fait partie d’une large gamme de capteurs qui réagissent en fonction de la présence de lumière ou d’énergie électromagnétique. Ils peuvent être trouvés sous de nombreuses formes différentes, des panneaux solaires qui utilisent la lumière pour produire de l’électricité, aux photorésistances, dont la résistance change en fonction de la quantité de lumière présente. Cet appareil est l’une des avancées modernes les plus importantes, permettant de créer toute une gamme de nouvelles technologies.
L’un des types les plus courants de cellule photoélectrique est la photorésistance, un dispositif construit à partir d’un semi-conducteur à haute résistance. Lorsque suffisamment de lumière frappe le semi-conducteur, il absorbe les photons afin que les électrons déjà présents aient suffisamment d’énergie pour conduire, ce qui abaisse la résistance. Une photorésistance peut être soit intrinsèque, comme celles en silicium, auquel cas il faudra une bonne quantité de lumière pour abaisser la résistance, soit extrinsèque, avec un dopant ajouté pour réduire la quantité d’énergie nécessaire pour déclencher une réaction, ce qui rend eux très sensibles.
Les photorésistances sont utilisées dans toutes sortes de choses qui doivent réagir à la lumière d’une manière ou d’une autre. Certains écrans, tels que ceux des horloges, peuvent inclure une photorésistance pour garder le visage lisible ou pour s’allumer dans l’obscurité. De nombreux lampadaires les incluent pour s’assurer qu’ils s’allument automatiquement lorsque la lumière est suffisamment faible. Les veilleuses, comme celles que beaucoup de gens gardent dans leur salle de bain, contiennent également ce type de capteur afin qu’elles ne s’allument que lorsqu’il fait sombre. Le posemètre que l’on trouve dans la plupart des appareils photo modernes est également généralement une photorésistance, aidant à mesurer la quantité de lumière atteignant l’objectif pour aider le photographe à calculer la vitesse d’obturation et l’ouverture qu’il doit utiliser.
Une autre forme largement répandue de cellule photoélectrique est connue sous le nom de cellule photovoltaïque ou cellule solaire. Ceux-ci utilisent l’effet photovoltaïque, où des électrons sont libérés lorsque le rayonnement électromagnétique frappe la surface, pour générer de l’électricité. Cette électricité est ensuite généralement stockée dans un système de batterie et peut être utilisée comme source d’énergie renouvelable.
Certains autres types se concentrent davantage sur la mesure de types spécifiques d’énergie. Les détecteurs optiques, par exemple, agissent comme des thermomètres avancés : ils captent le rayonnement électromagnétique et réagissent à l’augmentation de l’énergie de manières définies qui peuvent déterminer exactement l’augmentation de la température ambiante, ou peuvent simplement mesurer la quantité de lumière frappant la surface. D’autres, connus sous le nom de détecteurs cryogéniques, sont si sensibles qu’ils peuvent être utilisés pour détecter la présence d’un seul petit morceau de rayonnement électromagnétique, tel qu’un seul rayon X ou un seul photon infrarouge.
L’un des types les plus élémentaires est une cellule photoélectrique chimique. Ce type se trouve dans un appareil photo non numérique sous la forme d’une plaque photographique, où la lumière frappant la plaque provoque la division d’une molécule d’halogénure d’argent en un atome d’halogène et un atome d’argent métallique, qui peut ensuite être utilisé pour créer une image . Les appareils photo modernes utilisent à la place des dispositifs à couplage de charge, qui sont un autre type de cellule photoélectrique, pour obtenir à peu près le même résultat en transférant la charge électrique au lieu de diviser l’argent.