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在熱力學(xué)溫度零度和沒有外界能量激發(fā)時(shí)，價(jià)電子受共價(jià)鍵的束縛，晶體中不存在自由運(yùn)動(dòng)的電子，半導(dǎo)體是不能導(dǎo)電的。
當(dāng)半導(dǎo)體（如硅）收到外界因素（如光照）使溫度升高，某些共價(jià)鍵中的價(jià)電子獲得了足夠的能量，足以掙脫共價(jià)鍵的束縛，躍遷到導(dǎo)帶，成為自由電子，同時(shí)在共價(jià)鍵中留下相同數(shù)量的空穴。電子帶負(fù)電，空穴帶正電。
太陽光照射到光伏電池表面，其吸收具有一定能量的光子，在內(nèi)部產(chǎn)生處于非平衡狀態(tài)的“電子-空穴”對(duì)。
在P-N結(jié)內(nèi)建電場(chǎng)的作用下，電子和空穴分別被驅(qū)先N、P區(qū)，從而在P-N結(jié)附近形成與內(nèi)建電場(chǎng)方向相反的光生電場(chǎng)。
光生電場(chǎng)抵消P-N結(jié)內(nèi)建電場(chǎng)后多余的部分使P、N分區(qū)分別帶正、負(fù)電，于是就產(chǎn)生N區(qū)指向P區(qū)的光生電動(dòng)勢(shì)。
當(dāng)外界負(fù)載后，則有電流從P區(qū)流出，經(jīng)負(fù)載從N區(qū)流入光伏電池。
而電池片環(huán)節(jié)的主要核心是提升光電轉(zhuǎn)換效率。
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