1. efeito fotovoltaico:
A base da conversão da energia da célula solar é o efeito fotovoltaico da junção PN do semicondutor. Quando a luz incide no dispositivo fotovoltaico semicondutor, fótons com energia maior que a largura de banda proibida de silício passam através do filme anti-reflexo para dentro do silício, e pares de elétrons-furos fotogerados são excitados na região N, região de depleção e Região P.
Zona de depleção: elétrons fotogerados - Os pares de furos são imediatamente separados pelo campo elétrico embutido depois de gerados na região de depleção, os elétrons fotogerados são enviados para a região N e os furos fotogerados são empurrados para a região P. De acordo com a condição de aproximação de depleção, a concentração de portadores no limite da região de depleção é aproximadamente 0, ou seja, p = n = 0.
Na região N: elétrons fotogerados - depois que o par de furos é gerado, o furo fotogerado se difunde para o limite da junção pn. Quando atinge o limite da junção PN, é imediatamente submetido ao campo elétrico embutido e é arrastado pela força do campo elétrico para fazê-lo derivar. A área entra na área P e os elétrons fotogerados (múltiplos sub-) são deixados na área N.
Na região P: os elétrons fotogerados (crianças pequenas) entram pela primeira vez na região N por causa da difusão, e então derivam devido à deriva, e furos fotogerados (sub- múltiplos) permanecem na região P. Assim, um acúmulo de cargas positivas e negativas é formado em ambos os lados da junção pn, de modo que a região N armazena o excesso de elétrons, e a região P tem buracos em excesso. Desse modo, um campo elétrico foto-gerado tendo um campo elétrico embutido na direção oposta é formado.
1. Além de cancelar parcialmente o efeito do campo elétrico da barreira, o campo elétrico fotogerado também torna a região P positivamente carregada, a região N carregada negativamente, e a fina camada entre a região N e a região P gera uma força eletromotriz, qual é o efeito fotovoltaico. Quando a bateria é conectada a uma carga, a fotocorrente flui da carga da zona P para a zona N e a saída de energia é obtida na carga.
2. Se a junção PN estiver aberta em ambas as extremidades, a força eletromotriz pode ser medida, o que é chamado de voltagem de circuito aberto Uoc. A típica voltagem de circuito aberto para células de silício cristalino é de 0,5 a 0,6V.
3. Se o circuito externo estiver em curto-circuito, uma fotocorrente proporcional à energia da luz incidente flui através do circuito externo. Essa corrente é chamada de caminho atual Isc.
Fatores que afetam a fotocorrente:
1. Quanto mais pares de elétrons-furos gerados pela luz na camada de interface, maior a corrente.
2. Quanto mais energia de luz absorvida pela camada de interface, maior a área de interface, ou seja, quanto maior a área da bateria, maior a corrente formada na célula solar.
3. A zona N, a zona de depleção e a zona P da célula solar podem gerar portadores fotogerados;
4. Os portadores gerados por foto em cada zona devem passar pela zona de depleção antes da recombinação para contribuir com a fotocorrente. Portanto, a atual corrente foto-gerada deve levar em conta vários fatores, como geração e recombinação, difusão e deriva em cada zona.