До сих пір розглядалися концентрації електронів і дірок, що встановлюється при термодинамічній рівновазі напівпровідника. Але можна створити концентрацію носіїв, що перевищує рівноважну. Наприклад, при опроміненні кристала світлом частоти з енергією квантів. більшої ніж ширина забороненої зони. Світловий квант може передати свою енергію електрону і перевести його з пов'язаного у вільний стан - відбудеться генерація електронно-діркової пари. З'являються за рахунок опромінення додаткові носії називають нерівновагими, а зростання електропровідності кристала, внаслідок цього, - фотопроводимостью.
Як і в разі рівноважних носіїв, процес генерації електронів і дірок під дією світла супроводжується зворотним процесом рекомбінації носіїв. Коли швидкості прямого і зворотного процесів стають однаковими, в напівпровіднику встановлюється стаціонарна (але нерівноважна в термодинамічній сенсі!) Концентрація носіїв.
Розглянемо випадок власного напівпровідника, в якому рівноважні (тобто за відсутності освітлення) концентрації електронів провідності і дірок нехтує малі в порівнянні з їх концентраціями, створюваними світлом. Це означає, що освітленість кристала досить велика. Швидкість зміни концентрації електронів визначається співвідношенням швидкостей генерації і рекомбінації:
Можна вважати, що швидкість генерації пропорційна числу світлових квантів, що падають на одиницю поверхні кристала в одиницю часу, і, отже, пропорційна освітленості:
де - коефіцієнт пропорційності, що залежить не тільки від властивостей напівпровідника, а й від частоти або спектрального складу падаючого світла. Швидкість рекомбінації носіїв, як і раніше, визначається співвідношенням (12). В результаті отримуємо:
Розглянемо, перш за все, стаціонарний режим, в якому і. Рівняння (18) дає для стаціонарної концентрації
При виключенні освітлення в напівпровіднику йдуть тільки процеси рекомбінації, що призводять до безперервного зменшення концентрації носіїв. Щоб отримати відповідну залежність. треба покласти в рівнянні (18) і, переписав його у вигляді
виконувати інтегрування. Постійну інтегрування знайдемо з умови при (момент відповідає виключенню освітлення). Це дає:
називають часом життя носіїв. Як випливає з (20), за час концентрація носіїв зменшується в два рази.