如何用太阳能电池发电，找到PN结的原理

太阳能电池的核心是p-n结，通俗地说，我希望能理解：

由于界面处存在浓度梯度（浓度差），n区中的电子会扩散到p区，p区的空穴会扩散到n区，使空穴在界面附近的n区边界处富集，p区的边界上会富集电子， 而这些富集的电荷自然会形成一个从N到P的电场，这就是所谓的内在电位。在内置电位提供的电场力和浓度梯度的作用下，载流子的运动达到动态平衡，即产生p-n结。

当光产生光生载流子，扩散到内置势场的边界时，电子在电场力的作用下从p区漂移到势场提供的n区，产生的电流就是光生电流，如果两种材料的两端连接到负载， 那么P-N结相当于一个电源，就会有电流从P区流过负载到N区，也就是太阳能电池.........

假设光照射到太阳能电池并且光在界面层被接受，具有足够能量的光子可以从p型硅和n型硅中的共价键中激发电子，从而导致电子-空穴对的出现。 与界面层相邻的电子和空穴在重新结合之前会被空间电荷的电场结果彼此分离。 电子向带正电的 n 区移动，空穴向带负电的 p 区移动。

通过界面层的电荷将分别在 p 区和 n 区之间产生一个向外可测试的电压。 在这种情况下，可以在硅片的两侧添加电极，并可以连接电压表。 对于晶体硅太阳能电池，开路电压的典型值为：

通过光在界面层中出现的电子-空穴对越多，电流就越大。 界面层接收到的光能越多，界面层（即电池）的面积越大，太阳能电池中形成的电流就越大。

什么是PN结？ 为什么只是单向贩运？ 太阳能电池的发电原理（下图）。

当p-n结暴露在光线下时，样品对光子的本征和非本征吸收都会产生光生载流子。 然而，只有少数由本征吸收激发的载流子可以引起光伏效应。 由于p区产生的光生空穴和n区产生的光生电子，都被势垒阻挡，无法通过。

只有p区的光生电子和n区的光生空穴和结中的电子-空穴对（子宕）在内置电场的作用下，当它们在结电场附近扩散时，才能漂移穿过结。 光生电子被拉向n区，光生空穴被拉向p区，即电子-空穴对被内置电场隔开。 这导致在n区边界附近产生光生电子积累，在p区边界附近产生光生空穴积累。

它们产生与热平衡 p-n 结的内置电场方向相反的光生电场，从 p 区指向 n 区。 这个电场降低了势垒，其减少的量是光生电位差，它在p端为正，在n端为负。 因此，结电流从 p 区流向 n 区，方向与光电流相反。

当PN结连接到外部电源时，它是正反向切断的二极管。

据推测，它从太阳能转化为热能，然后转化为电能。