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  太阳能电池是根据材料的光伏效应产生电能的器件。根据光伏活性材料及器件结构的不同,太阳能电池可分为无机太阳能电池、染料敏化太阳能电池及有机薄膜太阳能电池三种,它们目前的性能参数可见表4.1中总结。 无机半导体的光伏特性首次于19弘年在贝尔实验室发现⒓’叨,当时器件的活性材料是单晶硅tsD,效率为4%。随后,多晶硅和非晶硅太阳能电池器件也相继出现。⒛世纪90年代以后,无机太阳能电池家族中又陆续发展了砷化镓(GaAθ、碲化镉tCdTe)、磷化铟(InP)、硒化铜铟GIs)、以及叠层GaInP/GaAs/Ge等器件,它们由单晶、多晶或者非晶薄膜构成。

   无机太阳能电池的主要工作机理是基于pn结,见图4,1。图中所示为理想pn结结构,在短路的情形下,由于pn结中费米能级相等的缘故,p区和n区的导带和价带都将产生弯曲,并在耗尽区W处产生pn结内建电场。当能量大于光隙的光子照射pn结时,其内部将均匀地产生非平衡电子空穴对。在耗尽区W及其附近的那些电子空穴对,将首先被内建电场分开,分别扫向n区和p区。同时,p层内部的光生电子和n层内部的光生空穴,则将从两边向耗尽区扩散,然后也被结电场扫向n区和p区,并分别被电极收集,形成光电流。