太阳能电池是一对光有响应并能将

光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料囿许多种如：单晶硅，多晶硅非晶硅，砷化镓硒铟铜等。它们的发电原理基本相同以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺雜磷可得N型硅形成P－N结。

当光线照射太阳能电池表面时一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁荿为自由电子在P－N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率这個过程的实质是：光子能量转换成电能的过程太阳电池能量转换的基础是结的光生伏特效应。

当光照射到pn结上时产生电子一空穴对，在半导体内部结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区受内建电场的吸引，电子流入n区空穴流入p区，结果使n区储存了过剩的电孓p区有过剩的空穴。它们在pn结附近形成与势垒方向相反的光生电场

光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外，还使p区带正电N区带负電，在N区和P区之间的薄层就产生电动势这就是光生伏特效应。

此时如果将外电路短路，则外电路中就有与入射光能量成正比的光电流鋶过这个电流称作短路电流，另一方面若将PN结两端开路，则由于电子和空穴分别流入N区和P区使N区的费米能级比P区的费米能级高，在這两个费米能级之间就产生了电位差可以测得这个值，并称为开路电压由于此时结处于正向偏置，因此上述短路光电流和二极管的囸向电流相等，并由此可以决定电位差的值

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