利用光电效应可以制成各种光电转换器件，光电管就是应用光电效应的原理制成的光电元件。用光电管制成的光控继电器用于自动控制，另外在放映电影时利用光电转换来实现声音的重放等。随着科学技术的发展，人们发现某种类型的半导体材料能把光能直接转变为电能的本领，当光入射在这样的材料上时，就会产生电流，入射的光越强，产生的电流也越大。
光电二极管、光电三极管就是利用这种材料制成的。
在新兴的光纤通信技术中，光电管也是不可缺少的器件。
当半导体受到光辐照时，自由载流子(自由电子与空穴)增多，电导变大，这种光电效应称为内光电效应，利用内光电效应可以制成光敏电阻，也可以制成光电池。
光电效应理论产生了当今无数的光电控制设备。最常见的是电动门，当光电池电子眼探测到人到来之后，门旋转着打开了。这种传感器由两个电极夹着一块半导体制成，可以对光做出响应。当光强变化时，例如光束被截断或总体亮度减小，传感器产生的电流大小发生改变；与相应的电路耦合，就可以触发将门打开。
还有：黄昏时路灯自动打开，调控复印机中碳粉的浓度，控制相机的曝光时间等，事实上，光电效应涉足于任何控制或响应光的电子器件中。光电效应器件甚至应用在呼吸检测仪中，在检测气体与酒精作用后，光电池显示出颜色的改变。光电效应也导致了光放大器的发明。
抽空的玻璃管中包含着一系列的金属阶梯，当初始的金属靶被光子击中后，这些台阶依次放出更多的电子，这样，一个微弱的光信号就被放大。光放大器在天文探测器和电视摄像机中起引导光的作用。
光电效应最明显的应用是太阳能电池，或叫作光伏电池。从1950年开始，太阳能电池可以将15%到30%的入射光转换为电能，为计算器、手表、家庭环境检测、轨道卫星和火星探测车等提供能量。
利用光电效应中光电流与入射光强成正比的特性，可以制造光电转换器，实现光信号与电信号之间的相互转换。这些光电转换器如光电管等，广泛应用于光功率测量、光信号记录、电影、电视和自动控制等诸多方面。
光电倍增管是把光信号变为电信号的常用器件。
当光照射到阴极K，使它发射光电子，这光电子在电压作用下加速轰击第一阴极K1，使之又发射更多的次级光电子，这些次级光电子再被加速轰击第二阴极K2 ，如此继续下去，利用10多个倍增阴极，可以使光电子数增加105~108倍，产生很大的电流。这样一束微弱的入射光，即被转变成放大了的光电流，可以通过电流计显示出来。
它在科研、工程和军事上有很大的应用。
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