太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自
太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。太阳能作为可再生能源的一种，则是
指太阳能的直接转化和利用。通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利
用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域；通过转换装置
把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体
器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。
二十世纪
50 年代，太阳能利用领域出现了两项重大技术突破：一是 1954 年美国贝
尔实验室研制出
6％的实用型单晶硅电池，二是 1955 年以色列 Tabor 提出选择性吸收表
面概念和理论并研制成功选择性太阳吸收涂层。这两项技术突破为太阳能利用进入现代发展
时期奠定了技术基础。
70 年代以来，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家掀起了
开发利用太阳能和可再生能源的热潮。
1973 年，美国制定了政府级的阳光发电计划 ，
1980 年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累计投入达 8 亿多美元。1992 年，美国政
府颁布了新的光伏发电计划，制定了宏伟的发展目标。日本在
70
“
”
年代制定了 阳光计划 ，
1993
“
”
“
” “
”
“
”
年将 月光计划 （节能计划）、环境计划 、阳光计划 合并成 新阳光计划 。德国等
欧共体国家及一些发展中国家也纷纷制定了相应的发展计划。
90 年代以来联合国召开了一
系列有各国领导人参加的高峰会议，讨论和制定世界太阳能战略规划、国际太阳能公约，设
立国际太阳能基金等，推动全球太阳能和可再生能源的开发利用。开发利用太阳能和可再生
能源成为国际社会的一大主题和共同行动，成为各国制定可持续发展战略的重要内容。
“
”
自 六五 以来我国政府一直把研究开发太阳能和可再生能源技术列入国家科技攻关计
划，大大推动了我国太阳能和可再生能源技术和产业的发展。
二十多年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发
展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。
2．光
伏
效 应
光生伏特效应简称为光伏效应，指光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部
位之间产生电位差的现象。
产生这种电位差的机理有好几种，主要的一种是由于阻挡层的存在。以下以 P-N 结为例
说明。
热平衡态下的
P-N 结
P-N 结的形成：
同质结可用一块半导体经掺杂形成 P 区和 N 区。由于杂质的激活能量 ΔE 很小，在室温
下杂质差不多都电离成受主离子
N
A
-
和施主离子
N
D
+
。在
PN 区交界面处因存在载流子的浓
度差，故彼此要向对方扩散。设想在结形成的一瞬间，在
N 区的电子为多子，在 P 区的电
子为少子，使电子由
N 区流入 P 区，电子与空穴相遇又要发生复合，这样在原来是 N 区的
结面附近电子变得很少，剩下未经中和的施主离子
N
D
+
形成正的空间电荷。同样，空穴由
P
区扩散到
N 区后，由不能运动的受主离子 N
A
-
形成负的空间电荷。在
P 区与 N 区界面两侧产
生不能移动的离子区（也称耗尽区、空间电荷区、阻挡层），于是出现空间电偶层，形成内
电场（称内建电场）此电场对两区多子的扩散有抵制作用，而对少子的漂移有帮助作用，
直到扩散流等于漂移流时达到平衡，在界面两侧建立起稳定的内建电场。
热平衡下
P-N 结模型及能带图
P-N 结能带与接触电势差：
在热平衡条件下，结区有统一的 E
F
；在远离结区的部位，
E
C
、
E
F
、
E
ν
之间的关系与结形成
前状态相同。
从能带图看，N 型、P 型半导体单独存在时，E
FN
与
E
FP
有一定差值。当
N 型与 P 型两者紧