Fotoelements ir jebkurš no daudziem sensoriem, kas reaģē, pamatojoties uz gaismas vai elektromagnētiskās enerģijas klātbūtni. Tos var atrast dažādos veidos, sākot no saules paneļiem, kas izmanto gaismu elektroenerģijas ražošanai, līdz fotorezistoriem, kuru pretestība mainās atkarībā no gaismas daudzuma. Šī ierīce ir viens no svarīgākajiem mūsdienu sasniegumiem, kas ļauj radīt veselu virkni jaunu tehnoloģiju.
Viens no visizplatītākajiem fotoelementu veidiem ir fotorezistors, ierīce, kas izgatavota no augstas pretestības pusvadītāja. Kad pietiekami daudz gaismas nonāk pusvadītājam, tas absorbē fotonus, lai jau esošajiem elektroniem būtu pietiekami daudz enerģijas, lai vadītu, samazinot pretestību. Fotorezistors var būt vai nu iekšējs, piemēram, izgatavots no silīcija, un tādā gadījumā tam būs nepieciešams pietiekami daudz gaismas, lai samazinātu pretestību, vai ārējs, kam pievienots piedevas, lai samazinātu reakcijas izraisīšanai nepieciešamās enerģijas daudzumu. tie ir ļoti jutīgi.
Fotorezistori tiek izmantoti visās lietās, kurām kaut kādā veidā jāreaģē uz gaismu. Dažos displejos, piemēram, pulksteņos, var būt fotorezistors, lai saglabātu seju salasāmu vai iedegtos tumsā. Daudzos ielu apgaismojumos tie ir iekļauti, lai nodrošinātu, ka tie automātiski ieslēdzas, kad gaisma kļūst pietiekami zema. Naktsgaismas, piemēram, tās, kuras daudzi cilvēki glabā savā vannas istabā, arī satur šāda veida sensoru, lai tās būtu ieslēgtas tikai tad, kad ir tumšs. Gaismas mērītājs, kas atrodams lielākajā daļā mūsdienu kameru, parasti ir arī fotorezistors, kas palīdz izmērīt, cik daudz gaismas sasniedz objektīvu, lai palīdzētu fotogrāfam aprēķināt, kāds slēdža ātrums un diafragmas atvērums ir jāizmanto.
Vēl viena plaši izplatīta fotoelementu forma ir pazīstama kā fotoelementu baterija vai saules baterija. Tie izmanto fotoelektrisko efektu, kurā elektroni tiek atbrīvoti, kad elektromagnētiskais starojums skar virsmu, lai radītu elektroenerģiju. Šo elektroenerģiju parasti uzglabā akumulatoru sistēmā un var izmantot kā atjaunojamās enerģijas avotu.
Daži citi veidi vairāk koncentrējas uz noteiktu enerģijas veidu mērīšanu. Optiskie detektori, piemēram, darbojas kā uzlaboti termometri: tie uztver elektromagnētisko starojumu un reaģē uz enerģijas pieaugumu noteiktos veidos, kas var precīzi noteikt apkārtējās vides temperatūras pieaugumu, vai var vienkārši izmērīt, cik daudz gaismas nonāk virsmā. Citi, kas pazīstami kā kriogēnie detektori, ir tik jutīgi, ka tos var izmantot, lai noteiktu viena niecīga elektromagnētiskā starojuma daļiņu, piemēram, vienu rentgenstaru vai vienu infrasarkano fotonu.
Viens no visvienkāršākajiem veidiem ir ķīmiskais fotoelements. Šis tips ir sastopams nedigitālajā kamerā fotoplates formā, kur gaisma, kas ietriecas plāksnē, izraisa sudraba halogenīda molekulas sadalīšanos gan halogēna atomā, gan metāliskā sudraba atomā, ko pēc tam var izmantot attēla izveidošanai. . Mūsdienu kamerās tā vietā tiek izmantotas ar uzlādi savienotas ierīces, kas ir cita veida fotoelementi, lai sasniegtu tādu pašu rezultātu, pārnesot elektrisko lādiņu, nevis sadalot sudrabu.