Photozelle

Photozelle, auch lichtelektrische Zelle, eine Stromquelle, in der durch den so genannten äußeren Photoeffekt Licht in elektrischen Strom umgewandelt wird (siehe photoelektrischer Effekt).

In der einfachsten Ausführung setzt sich der funktionstüchtige Kern einer Photozelle aus einer mit lichtempfindlichem Material überzogenen Kathode und einer Anode zusammen (siehe Elektrode). Auf die Kathode fallendes Licht setzt Elektronen frei, die dann von der positiv geladenen Anode angezogen werden, so dass ein Stromfluss proportional zur Einstrahlungsintensität erfolgt. Handelsübliche Photozellen sind mit Vakuum oder einem Inertgas unter niedrigem Druck gefüllt, um diesen Effekt zu ermöglichen und eine höhere Empfindlichkeit zu erreichen. Als lichtempfindliches Material kommen Halbleiter oder auch spezielle Nucleoside, wie z. B. Desoxyguanosid, zum Einsatz – Nucleoside sind Bausteine der DNA.

Im Photomultiplier (Photoelektronen- bzw. Sekundärelektronenvervielfältiger) sind eine Reihe von Metallplatten – Prallelektroden oder auch Dynoden – in besonderer Form angeordnet. Die durch Licht erzeugten Photoelektronen (Primärelektronen) werden zunächst durch elektrische Felder verstärkt und anschließend auf die erste Prallelektrode gelenkt. Dort schlägt ein Primärelektron bis zu zehn Sekundärelektronen heraus. Diese werden auf weitere Prallelektroden gelenkt, so dass letztendlich die Emission der Photoelektronen verstärkt wird. Der Photomultiplier kann Strahlungen sehr geringer Intensität entdecken und stellt so z. B. ein wichtiges Hilfsmittel für die Arbeit im Bereich der Nuklearforschung dar.

Die Photozellen werden u. a. auch in Einbruch-Alarmanlagen, Ampelsteuerungen und automatischen Türöffnern eingesetzt. Eine Photozelle und ein Lichtstrahl (z. B. infrarotes Licht) bilden die Grundbausteine eines solchen elektrischen Schaltkreises. Das von einer Lampe am einen Ende des Schaltkreises erzeugte Licht fällt auf die Photozelle, die in einiger Enfernung montiert ist. Die Unterbrechung des Lichtstrahles unterbricht auch den Schaltkreis. Dies wiederum bewirkt das Schließen eines Relais, das dann den Alarm auslöst. Verschiedene Arten von Photozellen werden in Tonaufzeichnungen, Fernsehen und Szintillationszählern (siehe Teilchendetektoren) verwendet. Sie werden außerdem in Belichtungsmessern eingesetzt (siehe Photographie).