Photovoltaics는 빛을 원자 수준에서 전기로 직접 변환합니다. 일부 재료는 빛의 광자를 흡수하고 전자를 방출하는 광전 효과로 알려진 특성을 나타냅니다. 최초의 태양 광 모듈은 1954 년 벨 연구소 (Bell Laboratories)에 의해 지어졌습니다.
태양 광 효과는 태양 전지에서 발생합니다. 이 태양 전지는 pn 접합을 만들기 위해 함께 연결된 두 종류의 반도체 ( p 형과 n 형)로 구성됩니다.
이 두 종류의 반도체를 결합함으로써, 전자가 양의 p 측으로 이동하고 정공 이 음의 n 측으로 이동함에 따라 접합 영역에 전기장이 형성된다. 이 필드는 음전하를 띤 입자를 한 방향으로 이동시키고 양전하를 띤 입자를 다른 방향으로 이동시킵니다.
빛은 광자들로 이루어져 있습니다. 이 광자는 태양 전지 패널을 구성하는 셀 유형 인 광전지에 흡수 될 수 있습니다. 적절한 파장의 빛이이 셀들에 입사되면, 광자로부터의 에너지는 pn 접합 내의 반도체 물질의 원자로 전달된다. 구체적으로, 에너지는 물질 내의 전자로 전달된다. 이것은 전자가 전도대 (conduction band)라고 알려진 높은 에너지 상태로 점프하게합니다. 이것은 전자가 점프 한 원자가 밴드에 "구멍"을 남긴다. 추가 된 에너지의 결과로서의 전자 이동은 2 개의 전하 캐리어 , 즉 전자 - 홀 쌍을 생성한다.
pn 접합의 결과로 존재하는 전계로 인해, 전자는 음의 n면으로 이동하고, 정공 은 p면으로 이동하므로 광전 효과가 발생합니다.
