光伏電池的原材料主要以硅為主。Si外層有4個(gè)電子，當(dāng)Si中不含其他雜質(zhì)時(shí)，Si外層的4個(gè)電子與周圍的Si的電子形成4對(duì)共價(jià)鍵，因此沒(méi)有自由電子。P外層有5個(gè)電子，當(dāng)Si中摻雜P時(shí)，每個(gè)P原子周圍就會(huì)多出一個(gè)自由電子，這樣的半導(dǎo)體稱之為N型半導(dǎo)體。B外層有3個(gè)電子，當(dāng)Si中摻雜B時(shí)，每個(gè)硼原子周圍就會(huì)形成一個(gè)空穴，這樣的半導(dǎo)體稱為P型半導(dǎo)體。
當(dāng)P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體結(jié)合時(shí)，N型半導(dǎo)體中的自由電子會(huì)擴(kuò)散到P型半導(dǎo)體中，因此在中間的耗盡層中，N型半導(dǎo)體失去電子帶正電，P型半導(dǎo)體得到電子帶負(fù)電，形成了一個(gè)內(nèi)建電場(chǎng)。
當(dāng)太陽(yáng)光照射光伏電池時(shí)，光子激發(fā)產(chǎn)生電子。電子在內(nèi)建電場(chǎng)的電場(chǎng)力的作用下移動(dòng)到N區(qū)，形成電勢(shì)差，因此接通外電路后，電子會(huì)從外電路回到P區(qū)，形成電流，這就是光伏電池的發(fā)電原理。
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