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        太陽能光伏發電一般指能利用半導體直接將光能轉換為電能的一種能源形式。晶硅類太陽能電池是最普遍的一種形式，太陽能電池起源于1839年，法國貝克勒爾是第一個發現了液態電解質的光生伏特現象的科學家。其一般構造如圖所示，在基體硅中滲入棚原子以后，便會產生空穴。同理，在基體硅中摻入磷原子以后，由于磷原子相比于硅原子，其最外層是具有五個電子的特殊結構，相比于硅原子的四電子結構就會有多出來的一個電子變得非常活躍，叫做N型半導體。晶體硅太陽能電池片主要是用硅半導體材料作為基體制成較大面積的平面PN結，即在規格大約為15 cm×15 cm的P型硅片上經擴散爐擴散磷原子，擴散出一層很薄的經過重摻雜的N型層。然后經刻蝕到達PECVD在整個N型層表面上鍍上一層減反射膜用來減少太陽光的反射損失，達到絲網在擴散面印刷上金屬柵線作為太陽能電池片的正面接觸電極。在刻蝕面印刷金屬膜，作為太陽能電池片的背面歐姆接觸電極，并燒結封裝。

        當有具定能量的光子照射到太陽能電池片上時，會生成許多新的電子-空穴對。因為電池材料的不斷吸收導致入射光強不斷減小，因此沿著入射方向，電池片內部電子-空穴對的密度逐漸減小，在濃度差的作用下電子-空穴對向著電池片內部做擴散運動。當電子-空穴對擴散達到PN結界限時，會在內建電場的作用下被拆分，空穴、電子受力從而被推向P區和N區，如果此時電路正處于開路的狀態，那么這些光生電子和空穴就會分別集聚在P區和N 區周圍，P區便會得到附加正電荷，同理N區便會得到附加負電荷，P區與N區累積的正負電荷就會在PN結上產生光生電動勢，若此時接通太陽能電池片的正負極就會形成電流。此時PN結的內部就會形成了由N區指向P區的光生電流產生。