如何用太陽能電池發電，找到PN結的原理

太陽能電池的核心是p-n結，通俗地說，我希望能理解：

由於介面處存在濃度梯度（濃度差），n區中的電子會擴散到p區，p區的空穴會擴散到n區，使空穴在介面附近的n區邊界處富集，p區的邊界上會富集電子， 而這些富集的電荷自然會形成乙個從N到P的電場，這就是所謂的內在電位。在內建電位提供的電場力和濃度梯度的作用下，載流子的運動達到動態平衡，即產生p-n結。

當光產生光生載流子，擴散到內建勢場的邊界時，電子在電場力的作用下從p區漂移到勢場提供的n區，產生的電流就是光生電流，如果兩種材料的兩端連線到負載， 那麼P-N結相當於乙個電源，就會有電流從P區流過負載到N區，也就是太陽能電池.........

假設光照射到太陽能電池並且光在介面層被接受，具有足夠能量的光子可以從p型矽和n型矽中的共價鍵中激發電子，從而導致電子-空穴對的出現。 與介面層相鄰的電子和空穴在重新結合之前會被空間電荷的電場結果彼此分離。 電子向帶正電的 n 區移動，空穴向帶負電的 p 區移動。

通過介面層的電荷將分別在 p 區和 n 區之間產生乙個向外可測試的電壓。 在這種情況下，可以在矽片的兩側新增電極，並可以連線電壓表。 對於晶體矽太陽能電池，開路電壓的典型值為：

通過光在介面層中出現的電子-空穴對越多，電流就越大。 介面層接收到的光能越多，介面層（即電池）的面積越大，太陽能電池中形成的電流就越大。

什麼是PN結？ 為什麼只是單向販運？ 太陽能電池的發電原理（下圖）。

當p-n結暴露在光線下時，樣品對光子的本徵和非本徵吸收都會產生光生載流子。 然而，只有少數由本徵吸收激發的載流子可以引起光伏效應。 由於p區產生的光生空穴和n區產生的光生電子，都被勢壘阻擋，無法通過。

只有p區的光生電子和n區的光生空穴和結中的電子-空穴對（子宕）在內建電場的作用下，當它們在結電場附近擴散時，才能漂移穿過結。 光生電子被拉向n區，光生空穴被拉向p區，即電子-空穴對被內建電場隔開。 這導致在n區邊界附近產生光生電子積累，在p區邊界附近產生光生空穴積累。

它們產生與熱平衡 p-n 結的內建電場方向相反的光生電場，從 p 區指向 n 區。 這個電場降低了勢壘，其減少的量是光生電位差，它在p端為正，在n端為負。 因此，結電流從 p 區流向 n 區，方向與光電流相反。

當PN結連接到外部電源時，它是正反向切斷的二極體。

據推測，它從太陽能轉化為熱能，然後轉化為電能。