1.2　太陽能電池的工作原理

太陽能電池的工作基礎是半導體材料的光生伏特效應。太陽能電池的核心部分是在P型半導體和N型半導體接觸面附近的PN結。P型半導體中空穴濃度大于電子濃度，N型半導體中電子濃度大于空穴濃度。當P型半導體和N型半導體接觸形成PN結時，由于存在濃度差，P型半導體中的多數(shù)載流子空穴向N型半導體中擴散，留下不能移動的帶負電的電離施主，形成帶負電的空間電荷區(qū)。同時，N型半導體中的多數(shù)載流子電子向P型半導體中擴散，留下不能移動的帶正電的電離施主，形成帶正電的空間電荷區(qū)。在P型半導體和N型半導體接觸面附近因擴散作用形成帶有內(nèi)建電場空間電荷區(qū)，并形成勢壘。當光照射在PN結附近時，能量大于半導體禁帶寬度Eg的光子會將價帶上的電子激發(fā)到導帶上去，產(chǎn)生電子空穴對。如果電子空穴對擴散到空間電荷區(qū)，就會在內(nèi)建電場的作用下分離，電子流向N區(qū)，空穴流向P區(qū)。光生載流子在空間電荷區(qū)兩側(cè)堆積，補償內(nèi)建電場，降低了勢壘。若此時在PN結與外電路接通，便會有光生電流輸出。