术语表 · 光伏
光伏效应
半导体结吸收能量高于材料带隙的光子时，产生电压和电流的现象。
光伏效应最早由 Edmond Becquerel 于 1839 年观察到，是所有太阳能电池的物理基础。能量超过半导体带隙的光子，会把电子从价带激发到导带，留下一个带正电的空穴。p-n 结的内建电场在电子-空穴对复合之前把它们分开，分开的电荷就在外电路中形成电流。
E = h·c / λ ⇒ λmax (nm) ≈ 1240 / Eg (eV)
晶硅的带隙为 1.12 eV，能吸收波长约 1,100 nm 以内的光。两种损失给效率设了硬上限：能量低于带隙的光子直接穿过，用不上；高能光子多出来的能量以热的形式散失（热化）。在 AM1.5 光谱下，单结电池的 Shockley-Queisser 细致平衡极限约为 33.7%，对应的最佳带隙约 1.34 eV；对晶硅来说，计入俄歇复合后，实际极限约为 29.4%（Richter 等，2013）。
多结和叠层设计（比如晶硅上叠钙钛矿）把不同带隙的材料叠在一起，减少热化损失，突破单结极限。
相关术语
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通常为带金属电极的掺杂硅片，通过光伏效应把阳光直接转换为直流电的半导体器件。
- 钙钛矿太阳能电池
以具有钙钛矿晶体结构的金属卤化物为吸收层的太阳能电池，带隙可调、工艺便宜，效率提升极快。
- 单晶硅
生长成单一连续晶体的硅，通常采用直拉法，效率最高，现已成为光伏的主流硅片类型。
- 辐照度
单位面积瞬时接收的太阳功率，单位为瓦每平方米（W/m²）。
- 标准测试条件（STC）
光伏组件标定功率的参考条件：辐照度 1,000 W/m²，电池温度 25 °C，AM1.5G 太阳光谱。