太阳能电池构造

以前，从电的角度来看，我们所用的硅都是中性的。多余的电子被磷中多余的质
子所中和。缺失电子（空穴）由硼中缺失质子所中和。当空穴和电子在

N 型硅和

P 型硅的交界处混合时，中性就被破坏了。所有自由电子会填充所有空穴吗？不
会。如果是这样，那么整个准备工作就没有什么意义了。不过，在交界处，它们
确实会混合形成一道屏障，使得

N 侧的电子越来越难以抵达 P 侧。最终会达到

平衡状态，这样我们就有了一个将两侧分开的电场。

 

光伏电池中的电场效应

 

这个电场相当于一个二极管，允许（甚至推动）电子从

P 侧流向 N 侧，而不是

相反。它就像一座山

——电子可以轻松地滑下山头（到达 N 侧），却不能向上

攀升（到达

P 侧）。 

这样，我们就得到了一个作用相当于二极管的电场，其中的电子只能向一个方
向运动。让我们来看一下在太阳光照射电池时会发生什么。

 

当光以光子的形式撞击太阳能电池时，其能量会使电子空穴对释放出来。

 

每个携带足够能量的光子通常会正好释放一个电子，从而产生一个自由的空穴。
如果这发生在离电场足够近的位置，或者自由电子和自由空穴正好在它的影响
范围之内，则电场会将电子送到

N 侧，将空穴送到 P 侧。这会导致电中性进一

步被破坏，如果我们提供一个外部电流通路，则电子会经过该通路，流向它们
的原始侧（

P 侧），在那里与电场发送的空穴合并，并在流动的过程中做功。电

子流动提供电流，电池的电场产生电压。有了电流和电压，我们就有了功率，它
是二者的乘积。