Efek Fotolistrik vs Efek Fotovoltaik
Cara elektron dipancarkan dalam efek fotolistrik dan efek fotovoltaik menciptakan perbedaan di antara keduanya. Awalan 'foto' dalam dua istilah ini menunjukkan bahwa kedua proses ini terjadi karena interaksi cahaya. Bahkan, mereka melibatkan emisi elektron dengan penyerapan energi dari cahaya. Namun, mereka berbeda dalam definisi karena langkah-langkah perkembangan berbeda dalam setiap kasus. Perbedaan utama antara kedua proses adalah bahwa dalam efek fotolistrik, elektron dipancarkan ke ruang angkasa sedangkan, dalam efek fotovoltaik, elektron yang dipancarkan langsung memasuki material baru. Mari kita bahas secara detail di sini.
Apa itu Efek Fotolistrik?
Albert Einstein-lah yang mengusulkan ide ini pada tahun 1905 melalui data eksperimen. Dia juga menjelaskan teorinya tentang sifat partikel cahaya dengan mengkonfirmasi adanya dualitas gelombang-partikel untuk semua bentuk materi dan radiasi. Dalam eksperimennya dalam efek fotolistrik, ia menjelaskan bahwa ketika cahaya dijauhi pada logam untuk suatu periode, elektron bebas dalam atom logam dapat menyerap energi dari cahaya dan keluar dari permukaan memancarkan dirinya ke ruang angkasa. Agar ini terjadi, cahaya harus membawa tingkat energi yang lebih tinggi dari nilai ambang batas tertentu. Nilai ambang ini juga disebut 'fungsi kerja' dari masing-masing logam. Dan ini adalah energi minimum yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari kulitnya. Energi tambahan yang diberikan akan diubah menjadi energi kinetik elektron sehingga memungkinkan untuk bergerak bebas setelah dilepaskan. Namun, jika hanya energi yang sama dengan fungsi kerja yang diberikan, elektron yang dipancarkan akan tetap berada di permukaan logam, tidak dapat bergerak karena kekurangan energi kinetik.
Agar cahaya mentransfer energinya ke elektron yang berasal dari materi, diperkirakan bahwa energi cahaya sebenarnya tidak kontinu seperti gelombang, tetapi datang dalam paket energi diskrit yang dikenal sebagai 'kuanta.' Oleh karena itu, adalah mungkin bagi cahaya untuk mentransfer setiap kuanta energi ke elektron individu sehingga mereka terdorong keluar dari kulitnya. Selanjutnya, ketika logam dipasang sebagai katoda dalam tabung vakum dengan anoda penerima di sisi berlawanan dengan sirkuit eksternal, elektron yang dikeluarkan dari katoda akan ditarik oleh anoda, yang dipertahankan pada tegangan positif dan, oleh karena itu, arus ditransmisikan dalam ruang hampa, menyelesaikan rangkaian. Ini adalah dasar dari penemuan Albert Einstein yang membuatnya memenangkan Hadiah Nobel pada tahun 1921 untuk Fisika.
Apa itu Efek Fotovoltaik?
Fenomena ini pertama kali diamati oleh Fisikawan Prancis A. E. Becquerel pada tahun 1839 ketika ia mencoba untuk menghasilkan arus antara dua pelat platina dan emas, direndam dalam larutan dan terkena cahaya. Apa yang terjadi di sini adalah, elektron dalam pita valensi logam menyerap energi dari cahaya dan pada saat eksitasi melompat ke pita konduksi dan dengan demikian menjadi bebas untuk bergerak. Elektron-elektron yang tereksitasi ini kemudian dipercepat oleh potensial junction built-in (Potensi Galvani) sehingga mereka dapat langsung menyeberang dari satu bahan ke bahan lainnya, berbeda dengan melintasi ruang vakum seperti dalam kasus efek fotolistrik, yang lebih sulit. Sel surya beroperasi dengan konsep ini.
Apa perbedaan antara Efek Fotolistrik dan Efek Fotovoltaik?
• Dalam efek fotolistrik, elektron dipancarkan ke ruang vakum sedangkan, dalam efek fotovoltaik, elektron langsung memasuki material lain saat emisi.
• Efek fotovoltaik diamati antara dua logam yang terhubung satu sama lain dalam larutan tetapi efek fotolistrik terjadi dalam tabung sinar katoda dengan partisipasi katoda dan anoda yang terhubung melalui sirkuit eksternal.
• Terjadinya efek fotolistrik lebih sulit jika dibandingkan dengan efek fotovoltaik.
• Energi kinetik dari elektron yang dipancarkan memainkan peran besar dalam arus yang dihasilkan oleh efek fotolistrik sedangkan dalam kasus efek fotovoltaik tidak begitu penting.
• Elektron yang dipancarkan melalui efek fotovoltaik didorong melalui potensial persimpangan berbeda dengan efek fotolistrik di mana tidak ada potensi persimpangan yang terlibat.
