Namun, arus tidak akan meningkat tanpa batas. Pada tegangan tertentu, arus akan mencapai maksimum dan setelah itu tidak akan berubah lagi, tidak peduli seberapa besar kita menaikkan tegangan.
Ini wajar, karena gaya tarik ke anoda menjadi demikian besar sehingga bahkan elektron-elektron yang  "paling lambat" pun tidak akan kembali ke katoda.
Peningkatan lebih lanjut dari gaya ini tidak akan meningkatkan arus. Arus yang mengalir melalui fotosel dalam keadaan ini disebut arus saturasi (penjenuhan). Tidak boleh dilupakan bahwa menurut hukum Stoletov, nilai dari arus ini semakin tinggi jika fluks cahaya yang datang ke fotokatoda semakin besar.
Sekarang tidak akan sulit untuk memahami kasus di mana baterai dihidupkan secara terbalik. Anoda kemudian memainkan bagian dari benda angkasa yang menolak, dan semakin tinggi nilai absolut dari tegangan negatif, semakin besar pula gaya tolaknya.
Dalam hal ini setiap elektron akan jauh dari anoda. Hanya elektron tercepat yang akan mengatasi penghalang tersebut.
Ketika tegangan negatif meningkat, jumlah elektron akan terus berkurang dan akhirnya  menjadi nol, arus akan berhenti mengalir melalui sel.
Dengan mengetahui nilai tegangan negatif antara anoda dan katoda, para fisikawan bisa menghitung kecepatan awal atau energi awal elektron yang mengatasi gaya tolak. Energi ini dinyatakan dalam elektronvolt (eV).
Jadi, jika sebuah elektron mengatasi gaya tolak yang timbul pada beda potensial antara anoda dan katoda sebesar 5 Volt, ini berarti energi awalnya adalah tidak di bawah 5 eV. Â Dengan memvariasikan nilai tegangan negatif antara anoda dan katoda dan mengukur arus setiap kali, kita bisa dengan mudah menemukan jumlah elektron yang menerima energi awal yang pasti pada setiap penyinaran yang diberikan.
Sekarang kita bisa mendekati tahap yang menentukan dalam penyelidikan efek fotolistrik. Apa yang akan terjadi, jika alih-alih cahaya putih yang merupakan campuran sinar-sinar dengan panjang gelombang yang berbeda, kita menyinari katoda dengan cahaya monokromatik, yang semua gelombangnya memiliki panjang yang praktis sama ?
Pada saat eksperimen ini pertama kali dilakukan, teori gelombang telah bertahan selama sekitar 90 tahun.
Selama tahun-tahun ini, lebih dari satu generasi para fisikawan yang telah datang dan pergi dan tidak ada dari mereka yang meragukan autentisitas absolut teori gelombang karena semua penemuan baru dalam bidang optika selalu berhasil ditafsirkan menurut konsep gelombang.
