Sensor Fotovoltaico

Estos sensores son similares a los foto resistivos, con la diferencia que al incidir un fotón y generar un par electrón/hueco, se genera una diferencia de potencial.  Generalmente se las llama celdas fotovoltaicas.

Estos sensores están generados por semiconductores del tipo p-n.

Unión PN

Cuando tenemos un semiconductor PN, justo en la unión donde se unen ambos cristales, a ambos lados de la superficie de la unión aparecen cargas que se difunden de un material a otro atraídos por los opuestos. Ver Figura 6

Fig. 6: Grafico de una unión PN

Esta difusión de cargas genera una corriente de difusión interna del material.  Al mismo tiempo, y a causa de esta corriente, la zona de agotamiento va ensanchándose. Las cargas negativas se acumulan en la zona P y las positivas en la zona N. Esto genera un fuerte campo eléctrico que actúa sobre los electrones libres, oponiéndose a la corriente de desplazamiento. Ver Figura 7. Cuando el potencial eléctrico es tan grande que impide la difusión de electrones y huecos, se habrá creado un campo eléctrico permanente.

Fig. 7: Unión PN con zona de agotamiento, 

(Vi es  el potencial de difusion)

Incidencia de un Fotón

Si una vez alcanzado el equilibrio un fotón entra en la zona de agotamiento. Si este tiene una energía superior a la Energía de la banda de GAP, será absorbido creando un par electrón-hueco. 

Este nuevo par generara un nuevo campo Eléctrico opuesto al creado por el mecanismo de difusión.

Fig. 8: Unión PN al incidir un fotón sobre la zona de agotamiento

(Vo es el potencial generado por los fotones)

Cuantos más fotones llegan a la unión, los campos tenderán a anularse. Esta condición en el momento en el que se anulan es la que determina la tensión a Circuito Abierto. 

Finalmente colocando unos contactos metálicos sobre la superficie de la célula se puede utilizar el potencial creado. Ver Figura 8

Al contrario que con las LDR, las diferencias son tan pequeñas que será necesario la utilización de Amplificadores. Sin embargo estos sensores son más lineales y menos ruidosos que los sensores fotoconductores.