Los fotodiodos convierten de manera más efectiva la luz incidente en corriente eléctrica en el estado apagado que en el estado apagado, ya que el ancho de la banda de parada aumenta a medida que aumenta el voltaje de bloqueo, directamente proporcional aplicado al diodo en una unión pn con polarización inversa.
Por lo tanto, al aplicar un voltaje mayor, una mayor cantidad de fotones incidentes se convierten en corriente eléctrica. Sin embargo, si se polariza una unión pn en la dirección de avance, el ancho de la región de agotamiento disminuye, de modo que sólo una pequeña porción de los fotones incidentes se convierte en corriente eléctrica.
- Los fotodiodos tienen polarización inversa (sesgo negativo), mientras que los módulos solares no tienen ninguna polarización (sesgo cero).
- La unión del fotodiodo es más grande que la de un panel solar (la región de agotamiento es mayor para las uniones con polarización inversa).
- El fotodiodo opera en el tercer cuadrante; mientras la celda solar está trabajando en el cuarto cuadrante de la característica I-V (porque tiene polarización negativa y el otro no está polarizado).
Otra forma de observar la unión PN con polarización inversa es una región de campo alto (debido a los iones dopantes que permanecen a través de las uniones con polarización inversa). En el momento en que se crea un par hueco-electrón a partir de un fotón, cada uno de estos portadores de carga se separa rápidamente y es barrido fuera de la región de agotamiento para producir una fotocorriente. Esto es directamente análogo a la razón por la cual un colector base en un transistor bipolar tiene polarización inversa en el modo de refuerzo lineal directo.
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