Tintas fotovoltaicas
Introdução
Em geral
O efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons por um material quando a radiação eletromagnética (luz visível ou ultravioleta, em geral) o atinge.[1] Outros tipos de interação entre luz e matéria são por vezes incluídos no termo:
O efeito fotoelétrico foi descoberto e descrito por Heinrich Hertz, em 1887, quando observou que o arco que salta entre dois eletrodos conectados em alta tensão alcança distâncias maiores quando iluminado com luz ultravioleta do que quando deixado no escuro.
A explicação teórica foi feita por Albert Einstein, que publicou o revolucionário artigo Heurísticas da geração e conversão da luz em 1905, baseando a sua formulação da fotoeletricidade numa extensão do trabalho de Max Planck sobre os quanta. Mais tarde, Robert Andrews Millikan passou dez anos experimentando, tentando provar que a teoria de Einstein não estava correta, concluindo finalmente que estava. Isso permitiu que Einstein e Millikan recebessem os Prêmios Nobel em 1921 e 1923, respectivamente.
Poderíamos dizer que o efeito fotoelétrico é o oposto dos raios X, pois o efeito fotoelétrico indica que os fótons podem transferir energia para os elétrons. Os raios X (a natureza de sua radiação não era conhecida, daí o "X" desconhecido) são a transformação em um fóton de toda ou parte da energia cinética de um elétron em movimento. Isto foi descoberto por acaso antes que o trabalho de Planck e Einstein se tornasse conhecido (embora não tenha sido compreendido na época).
Os fótons têm uma energia característica determinada pela frequência das ondas da luz. Se um átomo absorve energia de um fóton que tem mais energia do que o necessário para ejetar um elétron do material e também tem um caminho direcionado para a superfície, então o elétron pode ser ejetado do material. Se a energia do fóton for muito pequena, o elétron não consegue escapar da superfície do material. Mudanças na intensidade da luz não modificam a energia de seus fótons, apenas o número de elétrons que podem escapar da superfície sobre a qual ela incide e portanto a energia dos elétrons emitidos não depende da intensidade da radiação que a atinge, mas de sua frequência. Se o fóton for absorvido, parte da energia é utilizada para liberá-lo do átomo e o restante contribui para fornecer energia cinética à partícula livre.
Todos os elétrons são suscetíveis de serem emitidos pelo efeito fotoelétrico, mas somente aqueles que necessitam de menos energia para serem ejetados de sua órbita o fazem.