硅光電池是一種直接把光能轉換成電能的半導體器件。它的結構很簡單，核心部分是一個大面積的pN結，把一只透明玻璃外殼的點接觸型二極管與一塊微安表接成閉合回路，當二極管的管芯（pN結）受到光照時，你就會看到微安表的表針發生偏轉，顯示出回路里有電流，這個現象稱為光生伏特效應。硅光電池的pN結面積要比二極管的pN結大得多，所以受到光照時產生的電動勢和電流也大得多。

利用硅片制成ＰＮ結，在Ｐ型層上貼一柵形電極，Ｎ型層上鍍背電極作為負極。電池表面有一層增透膜，以減少光的反射。由于多數載流子的擴散，在Ｎ型與Ｐ型層間形成阻擋層，有一由Ｎ型層指向Ｐ型層的電場阻止多數載流子的擴散，但是這個電場卻能幫助少數載流子通過。當有光照射時，半導體內產生正負電子對，這樣Ｐ型層中的電子擴散到ＰＮ結附近被電場拉向Ｎ型層，Ｎ型層中的空穴擴散到ＰＮ結附近被阻擋層拉向Ｐ區，因此正負電極間產生電流；如停止光照，則少數載流子沒有來源，電流就會停止。硅光電池的光譜靈敏度最大值在可見光紅光附近（８００ｎｍ），截止波長為１１００ｎｍ。圖２表示硅光電池靈敏度的相對值。

圖１硅光電池構造

圖2硅光電池的光譜靈敏度

使用時注意，硅光電池質脆，不可用力按壓。不要拉動電極引線，以免脫落。電池表面勿用手摸。如需清理表面，可用軟毛刷或酒精棉，防止損傷增透膜。

硅光電池是一種能將光能直接轉換成電能的半導體器件，其結構如圖所示。它實質上是一個大面積的半導體pN結。硅光電池的基體材料為一薄片p型單晶硅，其厚度在0.44mm以柵狀電極下，在它的表面上利用熱擴散法生成一層N型受光層，基體和受光層的交接處形成pN結。在N型受光層上制作有柵狀負電極，另外在受光面上還均勻覆蓋有抗反射膜，它是一層很薄的天藍色一氧化硅膜，可以使電池對有效人射光的吸收率達到90%以上，并使硅光電池的短路電流增加25%-30%。

硅光電池結構示意圖

以硅材料為基體的硅光電池，可以使用單晶硅、多晶硅、非晶硅來制造。單晶硅光電池是目前應用最廣的一種，它有2CR和2DR兩種類型，其中2CR型硅光電池采用N型單晶硅制造，2DR型硅光電池剛采用p型單晶硅制造。

硅光電池的工作原理是光生伏特效應。當光照射在硅光電池的pN結區時，會在半導體中激發出光生電子一空穴對。pN結兩邊的光生電子一空穴對，在內電場的作用下，屬于多數載流子的不能穿越阻擋層，而少數載流子卻能穿越阻擋層。結果，p區的光生電子進入N區，N區的光生空穴進入p區，使每個區中的光生電子一空穴對分割開來。光生電子在N區的集結使N區帶負電，光生電子在p區的集結使p區帶正電。p區和N區之間產生光生電動勢。當硅光電池接人負載后，光電流從p區經負載流至NE，負載中即得到功率輸出。

如圖所示，用兩個性能相近的硅光電池作光接受器件，當入射光通量相同時Vo=0，行機構按預定的方式工作。當光路系統略有偏差時，兩個硅光電池接收到的光通量發生變化，此時Vo≠0，這一差動輸出信號經過放大即可帶動執行機構（例如微型電機）對系統狀態進行糾正，直到Vo=0為止，從而達到跟蹤的目的。