太陽能發電的過程

一般的硅太陽電池結構包括以摻雜少量硼原子的p型半導體作為基體材料，采用高溫熱擴散的方法，將濃度高于硼的磷摻入p型基體內形成實現能量轉換的p-N結、絲網印刷電極以輸出功率、等離子體化學氣相沉積的SiN減反射膜以減少光學損失及鈍化表面，以及同時作為電極和背面反射器的鋁背場。太陽電池結區是由帶正電的受主離子和帶負電的施主離子組成，因此在此正負離子所在區域內，存在著一個內建電場，又稱為空間電荷區。當太陽光照射到半導體時，光子所提供的能量會在半導體中激發出電子-空穴對，既可以產生在p區，也可以產生在N區，其中一部分被復合掉，另一部分則到達p-N結的空間電荷區。電子與空穴受到內建電場的影響，空穴沿電場方向移動，電子向相反方向移動，因此，光生載流子被內建電場分離，在p區聚集非平衡的光生空穴，在N區聚集非平衡的光生電子，這使p區帶正電，N區帶負電，從而在p-N結的兩端產生光生電動勢，此過程被稱為光生伏打效應或光電效應。光生電動勢的方向和內建電場方向相反。

用導線將此太陽電池與負載連接，形成回路，負載電阻中就會有電流流過，這個電流稱工作電流，負載兩端的電壓稱為工作電壓，這樣負載上便獲得了電功率，實現了光能向電能的轉換，這就是太陽電池的工作原理。