当太阳光照射p — n结时，在半导体内的电子由 于获得了光能而释放电子，云开(Kaiyun)相应地便产生了电 子一一空穴对，并在势垒电场的作用下，电子被 驱向型区，空穴被驱向P型区，从而使凡区有过 剩

　　。Q 动：物质总是从浓度高的地方向浓度低的地方运 动，这种由于浓度差而产生的运动称为扩散运 动。

　　当把P型半导体和N型半导体制作在一起时，在 它们的交界面，两种载流子的浓度差很大，因而 P区的空穴必然向N区扩散，与此同时，N区的 自由电子也必然向P区扩散，如图示。

　　由于扩散到P区的自由电子与空穴复合，而扩散 到N区的空穴与自由电子复合，所以在交界面附 近多子的浓度下降，P区出现负离子区，N区出 现正离子区，它们是不能移动的，称为空间电荷 区，从而形成内建电场 e。

　　随着扩散运动的进行，空间电荷区加宽，内建电 场增强，其方向由N区指向P区，正好阻止扩散 运动的进行。

　　当空间电荷区形成后，在内建电场作用下，少子 产生飘移运动，空穴从N区向P区运动，而自由 电子从P区向N区运动。 在无外电场和其它激 发作用下，参与扩散运动的多子数目等于参与漂 移运动的少子数目，从而达到动态平衡，形成

　　太阳能电池能量转换的基础是半导体 PN结的光 生伏打效应。如前所述，当光照射到半导体光伏 器件上时，能量大于硅禁带宽度的光子穿过减反 射膜进入硅中，在N区、耗尽区和P区中激发出 光生电子--空穴对。云开(Kaiyun)

　　耗尽区：光生电子--空穴对在耗尽区中产生后， 立即被内建电场分离，光生电子被送进N区，光 生空穴则被推进P区。根据耗尽近似条件，耗尽 区边界处的载流子浓度近似为0,即p=n=0。

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　　在N区中：光生电子--空穴对产生以后，光生空 穴便向P-N结边界扩散，一旦到达P-N结边界， 便立即受到内建电场作用，被电场力牵引作漂移 运动，越过耗尽区进入 P区，光生电子（多子） 则被留在N区。

　　在P区中：的光生电子（少子）同样的先因为扩 散、后因为漂移而进入 N区，光生空穴（多子） 留在P区。如此便在P-N结两侧形成了正、负电 荷的积累，使N区储存了过剩的电子，P区有过 剩的空穴。从而形成与内建电场方向相反的光生 电场。

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　　.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区带负电，在N区和P区之间 的薄层就产生电动势，这就是光生伏打效应。当 电池接上一负载后，光电流就从P区经负载流至 N区，负载中即得到功率输出。

　　.如果将P-N结两端开路，可以测得这个电动 势，称之为开路电压Uoco对晶体硅电池来说， 〜。

　　.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流过，这个电流称为短路电 流 Isc 。

　　影响光电流的因素: 1,通过光照在界面层产生的电子-空穴对愈多， 电流愈大。

　　.界面层吸收的光能愈多，界面层即电池面积愈 大，在太阳电池中形成的电流也愈大。

　　4,各区中的光生载流子必须在复合之前越过耗 尽区，才能对光电流有贡献，所以求解实际的光 生电流必须考虑到各区中的产生和复合、 扩散和 漂移等各种因素。

　　太阳能电池的光学性质，常常决定着太阳能电池 的极限效率，而且也是工艺设计的依据。

　　当一束光谱辐照度为I0的光正交入射到半导体 表面上时，扣除反射后，进入半导体的光谱辐照 度为I0(1-R),在半导体内离前表面距离为x处 的光谱辐照度Ix由吸收定律决定：