Eine Fotozelle ist ein beliebiger Sensor aus einer Vielzahl von Sensoren, der auf das Vorhandensein von Licht oder elektromagnetischer Energie reagiert. Sie können in vielen verschiedenen Formen gefunden werden, von Sonnenkollektoren, die Licht zur Stromerzeugung verwenden, bis hin zu Fotowiderständen, deren Widerstand sich je nach vorhandener Lichtmenge ändert. Dieses Gerät ist eine der wichtigsten modernen Weiterentwicklungen, die die Entwicklung einer ganzen Reihe neuer Technologien ermöglicht.
Einer der gebräuchlichsten Arten von Fotozellen ist der Fotowiderstand, eine Vorrichtung, die aus einem Halbleiter mit hohem Widerstand besteht. Trifft genügend Licht auf den Halbleiter, absorbiert dieser Photonen, sodass die bereits vorhandenen Elektronen genügend Energie zum Leiten haben, wodurch der Widerstand sinkt. Ein Photowiderstand kann entweder intrinsisch sein, beispielsweise aus Silizium, wobei in diesem Fall eine beträchtliche Lichtmenge erforderlich ist, um den Widerstand zu senken, oder extrinsisch, wobei ein Dotierstoff hinzugefügt wird, um die zum Auslösen einer Reaktion erforderliche Energiemenge zu verringern sie hochsensibel.
Fotowiderstände werden in allen möglichen Dingen verwendet, die in irgendeiner Weise auf Licht reagieren müssen. Einige Displays, wie z. B. in Uhren, können einen Fotowiderstand enthalten, um das Zifferblatt lesbar zu halten oder bei Dunkelheit aufzuleuchten. Viele Straßenlaternen enthalten sie, um sicherzustellen, dass sie sich automatisch einschalten, wenn das Licht niedrig genug wird. Auch Nachtlichter, wie sie viele in ihrem Badezimmer haben, enthalten solche Sensoren, damit sie nur bei Dunkelheit leuchten. Der Belichtungsmesser in den meisten modernen Kameras ist normalerweise auch ein Fotowiderstand, der hilft zu messen, wie viel Licht das Objektiv erreicht, um dem Fotografen zu helfen, die Verschlusszeit und Blende zu berechnen, die er verwenden sollte.
Eine andere weit verbreitete Form von Fotozellen ist als Photovoltaikzelle oder Solarzelle bekannt. Diese nutzen den photovoltaischen Effekt, bei dem beim Auftreffen elektromagnetischer Strahlung Elektronen freigesetzt werden, um Strom zu erzeugen. Dieser Strom wird dann in der Regel in einem Batteriesystem gespeichert und kann als erneuerbare Energiequelle genutzt werden.
Einige andere Typen konzentrieren sich mehr auf die Messung bestimmter Energiearten. Optische Detektoren zum Beispiel fungieren als fortschrittliche Thermometer: Sie nehmen elektromagnetische Strahlung auf und reagieren auf die Zunahme der Energie auf festgelegte Weise, die den Anstieg der Umgebungstemperatur genau bestimmen oder einfach messen können, wie viel Licht auf die Oberfläche trifft. Andere, als kryogene Detektoren bekannt, sind so empfindlich, dass sie verwendet werden können, um das Vorhandensein eines einzigen winzigen Teils elektromagnetischer Strahlung zu erkennen, beispielsweise eines einzelnen Röntgenstrahls oder eines einzelnen Infrarotphotons.
Einer der grundlegendsten Typen ist eine chemische Fotozelle. Dieser Typ ist in einer nicht-digitalen Kamera in Form einer fotografischen Platte zu finden, bei der das auf die Platte auftreffende Licht ein Silberhalogenidmolekül sowohl in ein Halogenatom als auch in ein metallisches Silberatom aufspaltet, die dann zur Erstellung eines Bildes verwendet werden können . Moderne Kameras verwenden stattdessen ladungsgekoppelte Geräte, die eine andere Art von Fotozellen sind, um das gleiche Ergebnis zu erzielen, indem elektrische Ladung übertragen wird, anstatt Silber zu spalten.