光伏電池的原材料主要以硅為主。Si外層有4個電子，當Si中不含其他雜質時，Si外層的4個電子與周圍的Si的電子形成4對共價鍵，因此沒有自由電子。P外層有5個電子，當Si中摻雜P時，每個P原子周圍就會多出一個自由電子，這樣的半導體稱之為N型半導體。B外層有3個電子，當Si中摻雜B時，每個硼原子周圍就會形成一個空穴，這樣的半導體稱為P型半導體。
當P型半導體與N型半導體結合時，N型半導體中的自由電子會擴散到P型半導體中，因此在中間的耗盡層中，N型半導體失去電子帶正電，P型半導體得到電子帶負電，形成了一個內建電場。
當太陽光照射光伏電池時，光子激發(fā)產生電子。電子在內建電場的電場力的作用下移動到N區(qū)，形成電勢差，因此接通外電路后，電子會從外電路回到P區(qū)，形成電流，這就是光伏電池的發(fā)電原理。
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