Фотоэлемент с внешним фотоэффектом устроен следующим образом: он представляет собой газонаполненные или вакуумные сферические стеклянные баллоны, на внутреннюю поверхность которых наносится фоточувствительный материал, образующий катод. 3 Катод занимает около половины внутренней поверхности баллона, а остальная прозрачная его часть служит входным световым окном. 2 Анод фотоэлемента выполнен в виде металлического стержня, кольца или сетки и расположен в центре баллона. 2 Внутри баллона создаётся вакуум. 2

Принцип действия фотоэлементов с внешним фотоэффектом заключается в том, что кванты света, достигая чувствительной поверхности фотокатода, вызывают эмиссию фотоэлектронов, которые под действием внешнего электрического поля создают фототок. 2

При воздействии излучения на катод часть электронов получает дополнительную энергию, после чего они попадают в вакуумную среду колбы и, благодаря возникшему в результате подключения к электродам источника питания электрическому полю, направляются к аноду. 1 Величина возникающего фототока прямо пропорциональна силе светового потока. 1