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在熱力學(xué)溫度零度和沒(méi)有外界能量激發(fā)時(shí)，價(jià)電子受共價(jià)鍵的束縛，晶體中不存在自由運動(dòng)的電子，半導體是不能導電的。
當半導體（如硅）收到外界因素（如光照）使溫度升高，某些共價(jià)鍵中的價(jià)電子獲得了足夠的能量，足以?huà)昝摴矁r(jià)鍵的束縛，躍遷到導帶，成為自由電子，同時(shí)在共價(jià)鍵中留下相同數量的空穴。電子帶負電，空穴帶正電。
太陽(yáng)光照射到光伏電池表面，其吸收具有一定能量的光子，在內部產(chǎn)生處于非平衡狀態(tài)的“電子-空穴”對。
在P-N結內建電場(chǎng)的作用下，電子和空穴分別被驅先N、P區，從而在P-N結附近形成與內建電場(chǎng)方向相反的光生電場(chǎng)。
光生電場(chǎng)抵消P-N結內建電場(chǎng)后多余的部分使P、N分區分別帶正、負電，于是就產(chǎn)生N區指向P區的光生電動(dòng)勢。
當外界負載后，則有電流從P區流出，經(jīng)負載從N區流入光伏電池。
而電池片環(huán)節的主要核心是提升光電轉換效率。
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