光伏效應
光生伏特效應，英文名稱：Photovoltaic effect。光生伏特效應是指半導體在受到光照射時產生電動勢的現象。
光生伏特效應--(可製作光電池、光敏二極管、光敏三極管和半導體位置敏感器件傳感器）；側向光生伏特效應（殿巴效應）--(可製作半導體位置敏感器件（反轉光敏二極管）傳感器）；PN結光生伏特效應--(可製作光電池、光敏二極管和光敏三極管傳感器）。[1]
目錄
光電效應
光伏效應指光照使不均勻半導體或半導體與金屬結合的不同部位之間產生電位差的現象。它首先是由光子（光波）轉化為電子、光能量轉化為電能量的過程；其次，是形成電壓過程。有了電壓，就像築高了大壩，如果兩者之間連通，就會形成電流的迴路。
當P-N結受光照時，樣品對光子的本徵吸收和非本徵吸收都將產生光生載流子（電子-空穴對）。但能引起光伏效應的只能是本徵吸收所激發的少數載流子。因P區產生的光生空穴，N區產生的光生電子屬多子，都被勢壘阻擋而不能過結。只有P區的光生電子和N區的光生空穴和結區的電子空穴對（少子）擴散到結電場附近時能在內建電場作用下漂移過結。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分離。這導致在N區邊界附近有光生電子積累，在P區邊界附近有光生空穴積累。它們產生一個與熱平衡P-N結的內建電場方向相反的光生電場，其方向由P區指向N區。此電場使勢壘降低，其減小量即光生電勢差，P端正，N端負，此時費米能級分離，因而產生壓降，在硅片的兩邊加上電極並接入電壓表。對晶體硅太陽能電池來說，開路電壓的典型數值為0.5～0.6V。通過光照在界面層產生的電子－空穴對越多，電流越大。界面層吸收的光能越多，界面層即電池面積越大，在太陽能電池中形成的電流也越大。
實際上，並非所產生的全部光生載流子都對光生電流有貢獻。設N區中空穴在壽命τp的時間內擴散距離為Lp，P區中電子在壽命τn的時間內擴散距離為Ln。Ln+Lp=L遠大於P-N結本身的寬度。故可以認為在結附近平均擴散距離L內所產生的光生載流子都對光電流有貢獻。而產生的位置距離結區超過L的電子空穴對，在擴散過程中將全部複合掉，對P-N結光電效應無貢獻。
發電方式
太陽能發電方式太陽能發電有兩種方式，一種是光—熱—電轉換方式，另一種是光—電直接轉換方式。
光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣，再驅動汽輪機發電。前一個過程是光—熱轉換過程；後一個過程是熱—電轉換過程，與普通的火力發電一樣。太陽能熱發電的缺點是效率很低而成本很高，估計它的投資至少要比普通火電站貴5～10倍。
光—電直接轉換方式該方式是利用光電效應，將太陽輻射能直接轉換成電能，光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由於光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件，是一個半導體光電二極管，當太陽光照到光電二極管上時，光電二極管就會把太陽的光能變成電能，產生電流。當許多個電池串聯或並聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優點.太陽能電池壽命長，只要太陽存在，太陽能電池就可以一次投資而長期使用；與火力發電、核能發電相比，太陽能電池不會引起環境污染。
體光伏效應
這種機制認為，光生電壓產生於鐵電材料的內部，因此稱為「體光伏效應」，鐵電材料則作為「電流源」。光照下產生的穩定電流 ( 光生電流 ：Js) 與具有非中心對稱鐵電材料的性質有關。在具有非中心對稱晶體中，電子從動量為 k 的狀態向動量為 k 狀態所躍遷的概率與其從動量為 k 的狀態向動量為 k 狀態躍遷的概率不同，導致了光生載流子的動量分布不對稱，從而在光照下能形成穩定的電流。
通過鐵電材料總的電流密度 (J) 可以表示為 J=JS+(σd+σph)E式中，σd和 σph分別表示鐵電材料在暗場及明場下的電導，即暗電導和光電導 ；E=V/d 為光照下鐵電材料內部的電場，取決於外加電壓 (V) 和兩電極之間的距離 (d)。由於電極之間的距離通常都比較大，並且大多數鐵電材料的暗電導和光電導都非常低，因此由鐵電材料構成的太陽能光伏器件可以視為電流源。在鐵電材料中，光照下的開路電壓 Voc可以表示為 ：V EJdd phocs=d=+σ σ從上式可以看出，如果總的電導率（σd+σph）不明顯依賴於光強度的話，開路電壓 Voc隨 Ioc（或者 Js）線性增加。