半导体如何发电？

首先得了解光生伏特效应，其效应是利用PN结而发电的。具体原理如下：P型，掺杂铝、硼、嫁等三价元素，成为空穴型半导体，性质为最外层有三个电子，与硅形成共价键，易得到一个电子。N型，掺杂磷、锑、砷等五价元素，成为电子型半导体，性质为最外层有五个电子，与硅形成共价键，易失去一个电子。当P-N结同时存在时，而N型的电子浓度大，向P型一侧移动，造成电子在P型材料富集，表现负电荷；同样，P型的空穴浓度大，向N型一侧移动，造成空穴在N型材料富集，表现正电荷；这样内建电场就形成。在P-N结的内建电场作用下，N区在太阳能电池受光面时，P区的电子向N区运动，即受光面积累大量电子；P区在电池背光面，N区的空穴向P区运动，积累大量空穴。在电池受光、背光两面引出金属电极，并用互连带连接负载，用电表就能检测到有电流在负载上通过。

这叫光伏效应。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。当光线照射半导体表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P－N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是：光子能量转换成电能的过程。这个原理多应用于太阳能电池里。

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