fotocorrente

La fotocorrente è la corrente elettrica generata dall’assorbimento di fotoni da parte di un materiale o di una struttura ottica. Può riferirsi sia all’effetto fotoelettrico in cui gli elettroni sono emis­­si da una superficie esposta alla luce, sia alla corrente che si sviluppa in dispositivi a semiconduttore come fotodiodi, fotoconduttori e celle solari, dove i portatori di carica generati dall’assorbimento vengono separati e raccolti da campi elettrici.

Meccanismo: in semiconduttori l’assorbimento di fotoni crea coppie elettrone-lacuna. Se una giunzione p-n o un campo interno li separa e li guida verso gli eletrodi, si ottiene una corrente misurabile. In modalità fotovoltaica (senza bias) questa è la fotocorrente fondamentale; con bias la corrente dipende anche dal campo e dal livello di integrazione tra generation e raccolta.

Parametri chiave: la fotocorrente dipende dall’intensità luminosa e dalla lunghezza d’onda, che determina lo spettro di risposta. L’efficienza quantica indica la frazione di fotoni convertiti in portatori, mentre la responsività (A/W) esprime la corrente per unità di potenza luminosa incidente. A alte intensità si può verificare saturazione e non linearità; il rumore (incluso shot noise) limita la sensibilità.

Applicazioni: i dispositivi che producono o misurano fotocorrente sono impiegati in rilevatori ottici, comunicazioni in fibra, imaging e strumentazione scientifica. Nelle celle solari la fotocorrente è una componente fondamentale della potenza elettrica generata.

Storia: l’effetto fotoelettrico fu spiegato da Albert Einstein nel 1905, fondando le basi della fotonica.