太陽能電池的工作原理:

太陽能電池是一對光有響應并能將光能轉換成電力的器件。能出現光伏效應的材料有許多種，如：單晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。它們的發電原理基本相同，以晶體為例描述光發電過程。P型晶體硅經過摻雜磷可得N型硅，形成P－N結。

當光線照射太陽能電池表面時，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發生了越遷，成為自由電子在P－N結兩側集聚形成了電位差，當外部接通電路時，在該電壓的用途下，將會有電流流過外部電路出現一定的輸出功率。這個過程的實質是：光子能量轉換成電能的過程

太陽電池能量轉換的基礎是結的光生伏特效應。

當光照射到pn結上時，出現電子一空穴對，在半導體內部結附近生成的載流子沒有被復合而到達空間電荷區，受內建電場的吸引，電子流入n區，空穴流入p區，結果使n區儲存了過剩的電子，p區有過剩的空穴。它們在pn結附近形成與勢壘方向相反的光生電場。

光生電場除了部分抵消勢壘電場的用途外，還使p區帶正電，N區帶負電，在N區和P區之間的薄層就出現電動勢，這就是光生伏特效應。

此時，假如將外電路短路，則外電路中就有與入射光能量成正比的光電流流過，這個電流稱作短路電流，另一方面，若將PN結兩端開路，則由于電子和空穴分別流入N區和P區，使N區的費米能級比P區的費米能級高，在這兩個費米能級之間就出現了電位差。可以測得這個值，并稱為開路電壓。由于此時結處于正向偏置，因此，上述短路光電流和二極管的正向電流相等，并由此可以決定電位差的值。