Hiện ứng quang điện mô tả ở phần 1.2.3.1 có liên quan tới sự bứt electron ra khỏi bề mặt kim loại nên gọi là hiệu ứng quang điện ngoài.
Thực nghiệm chứng tỏ, khi rọi sáng một số chất bán dẫn, các electron bị bứt ra không thoát ra ngoài mà vẫn nằm trong chất bán dẫm, đồng thời với electron bứt ra còn xuất hiện "lỗ trống". Khi đó, khối bán dẫn xét toàn bộ vẫn trung hòa về điện, nhưng mật độ các hạt tải điện và độ linh hoạt của chúng đã thay đổi. Như vậy, dưới tác dụng của ánh sáng, đặc tính dẫn điện của bán dẫn đã bị thay đổi: Độ dẫn điện tăng và điện trở giảm. Đó là hiệu ứng quang điện trong (hay hiện tượng quang dẫn).
Dựa trên hiện tượng quang dẫn, người ta chế tạo các dụng cụ gọi là quang điện trở (LDR). Lớp bán dẫn 2 có bề dày khoảng
20µm÷30µm
(thường làm bằng sêlen cađimi (SeCd) hoặc cađimi sunfit (CdS) được phủ trên đế cách điện 1 (bằng thủy tinh hoặc chất dẻo).
Hai điện cực 3 bằng kim loại, tiếp xúc với lớp bán dẫn và được nối bằng dây dẫn 4 với điện kế 5 và nguồn điện 6 ở mạch ngoài.
Khi lớp bán dẫn chưa được rọi sáng, trong mạch có dòng điện rất bé gọi là dòng tối. Giá trị của nó phụ thuộc vào điện trở thuần của quang điện trở và hiệu điện thế giữa hai điện cực. Khi lớp bán dẫn được rọi sáng bằng ánh sáng thích hợp, độ dẫn điện của nó tăng lên, dòng quang điện tăng lên theo cường độ chùm sáng tới và hiệu điện
thế giữa hai điện cực. Độ nhạy của quang điện trở lớn hơn độ nhạy của tế bào quang điện chân không hàng nghìn lần. Quang điện trở không có dòng bão hòa và có quán tính khá lớn
3 5
(10− s÷10− s) .
Trong trường hợp các bán dẫn không đồng nhất, ngoài sự thay đổi độ dẫn còn xảy ra sự tạo hiệu điện thế. Hiện tượng này được gọi là quang ganvanic. Nó được ứng dụng để chế tạo các pin quang điện. Đó là các dụng cụ bán dẫn có thể hoạt động khi được rọi sáng mà không cần hiệu điện thế ngoài, cho phép biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng. Loại pin quang điện được sử dụng rất phổ biến hiện nay là pin mặt trời dùng lớp chuyển tiếp nSi và pSi. Pin mặt trời được dùng làm nguồn điện cho các thiết bị trên mặt đất (bơm nước, thắp sáng, sưởi ấm...) và đặc biệt trên các thiết bị vũ trụ. Hiệu suất của pin mặt trời có thể đạt tới 20%.