Efeito Fotoelétrico vs Efeito Fotovoltaico
As formas como os elétrons são emitidos no efeito fotoelétrico e no efeito fotovoltaico criam a diferença entre eles. O prefixo ‘foto’ nesses dois termos sugere que ambos os processos ocorrem devido à interação da luz. Na verdade, eles envolvem a emissão de elétrons pela absorção de energia da luz. No entanto, eles diferem em definição, pois as etapas de 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, no efeito fotovoltaico, os elétrons emitidos entram diretamente em um novo material. Vamos discutir isso em detalhes aqui.
O que é Efeito Fotoelétrico?
Foi Albert Einstein quem propôs essa ideia em 1905 através de dados experimentais. Ele também explicou sua teoria sobre a natureza particulada da luz, confirmando a existência da dualidade onda-partícula para todas as formas de matéria e radiação. Em seu experimento em efeito fotoelétrico, ele explica que quando a luz é evitada sobre um metal por um período, os elétrons livres nos átomos do metal podem absorver energia da luz e sair da superfície emitindo-se para o espaço. Para que isso aconteça, a luz deve transportar um nível de energia superior a um determinado valor limite. Este valor limite também é chamado de 'função de trabalho' do respectivo metal. E esta é a energia mínima necessária para remover o elétron de sua camada. A energia adicional fornecida será convertida em energia cinética do elétron permitindo que ele se mova livremente após ser liberado. No entanto, se for fornecida apenas a energia igual à função trabalho, os elétrons emitidos permanecerão na superfície do metal, incapazes de se mover devido à f alta de energia cinética.
Para a luz transferir sua energia para um elétron de origem material, pensa-se que a energia da luz não é, de fato, contínua como uma onda, mas vem em pacotes discretos de energia que são conhecidos como Portanto, é possível que a luz transfira cada quanta de energia para os elétrons individuais, fazendo-os sair de suas camadas. Além disso, quando o metal é fixado como 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 tensão positiva e, portanto, uma corrente está sendo transmitida dentro do vácuo, completando o circuito. Esta foi a base das descobertas de Albert Einstein que lhe renderam o Prêmio Nobel de Física em 1921.
O que é Efeito Fotovoltaico?
Esse 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, imersas em uma solução e que estavam expostas à luz. O que acontece aqui é que, os elétrons na banda de valência do metal absorvem a energia da luz e, quando excitados, s altam para a banda de condução, ficando livres para se mover. Esses elétrons excitados são então acelerados por um potencial de junção embutido (Potencial de Galvani) para que possam cruzar diretamente de um material para o outro, em contraste com a travessia de um espaço de vácuo, como no caso do efeito fotoelétrico, que é mais difícil. As células solares operam neste conceito.
Qual é a diferença entre Efeito Fotoelétrico e Efeito Fotovoltaico?
• No efeito fotoelétrico, os elétrons são emitidos em um espaço de vácuo enquanto, no efeito fotovoltaico, os elétrons entram diretamente em outro material após a emissão.
• O efeito fotovoltaico é observado entre dois metais que estão em conjunto um com o outro em uma solução, mas o efeito fotoelétrico ocorre em um tubo de raios catódicos com a participação de um cátodo e um ânodo conectados 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 papel importante na corrente produzida pelo efeito fotoelétrico, mas não é tão importante no caso do efeito fotovoltaico.
• Os elétrons emitidos através do efeito fotovoltaico são empurrados através de um potencial de junção em contraste com o efeito fotoelétrico onde não há potencial de junção envolvido.
