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太阳能电池的工作原理是基于半导体PN结的光生伏特效应。
当太阳光或其他光照射到半导体材料上时，半导体内部的电子吸收光子能量，从而获得足够的能量跃迁到导带，形成自由电子。同时，由于电子的跃迁，半导体内部产生非平衡状态的电子空穴对。这些电子空穴对在半导体内部不能直接复合，需要依靠PN结的空间电荷区的电场作用将它们分离，电子被推向N区，空穴被推向P区。这样，在PN结两侧就产生了与内建电场方向相反的光生电动势，即电压。当太阳能电池外接负载时，光生电流从P区经过负载流至N区，从而输出功率。
此外，太阳能电池还可以通过光伏效应将光能直接转换成电能，即当光子被半导体材料吸收后，半导体内部的电子吸收光子能量，从而获得足够的能量跃迁到导带，形成自由电子，这些自由电子在电场的作用下流动，形成电流。
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标签： 太阳能电池的工作原理
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