1. Fotovoltaik etki:
Güneş pili enerji dönüşümünün temeli, yarı iletken PN bağlantısının fotovoltaik etkisidir. Yarı iletken fotovoltaik cihazda ışık olduğunda, silikon yasak bant genişliğinden daha büyük enerjiye sahip olan fotonlar yansıma önleyici filmden silisyuma geçer ve fotojenlenmiş elektron deliği çiftleri N bölgesinde, tükenme bölgesinde ve P bölgesi.
Tükenme bölgesi: Fotojenlenmiş elektronlar - Delik çiftleri, tükenme bölgesinde oluşturulduktan sonra yerleşik elektrik alanı ile hemen ayrılır, fotojenlenmiş elektronlar N bölgesine gönderilir ve fotojenlenmiş delikler P bölgesine itilir. Tükenme yaklaşımı durumuna göre, tükenme bölgesinin sınırındaki taşıyıcı konsantrasyonu yaklaşık 0'dır, yani, p = n = 0'dır.
N bölgesinde: fotojenlenmiş elektronlar - delik çifti üretildikten sonra, fotojenlenmiş delik, pn bağlantısının sınırına yayılır. PN bağlantısının sınırına ulaştığında, derhal yerleşik elektrik alanına maruz kalır ve sürüklenmesini sağlamak için elektrik alanı kuvveti tarafından sürüklenir. Alan P alanına girer ve fotojenlenmiş elektronlar (çoklu alt) N alanında kalır.
P bölgesinde: fotojenlenmiş elektronlar (küçük çocuklar) önce N bölgesine difüzyon nedeniyle N bölgesine girer, sonra sürüklenme nedeniyle sürüklenir ve fotojenlenmiş delikler (çoklu alt) P bölgesinde kalır. Böylece, pn bağlantısının her iki tarafında pozitif ve negatif yük birikimi meydana gelir, böylece N bölgesi fazla elektronları depolar ve P bölgesi fazla deliklere sahiptir. Böylece, ters yönde yerleşik bir elektrik alanına sahip olan foto-üretilmiş bir elektrik alanı oluşur.
1. Bariyer elektrik alanının etkisinin kısmen iptal edilmesinin yanı sıra, fotojenlenmiş elektrik alanı ayrıca P bölgesini pozitif olarak yükler, N bölgesi negatif olarak yükler ve N bölgesi ile P bölgesi arasındaki ince tabaka bir elektromotor kuvveti oluşturur. fotovoltaik etki budur. Batarya bir yüke bağlandığında, foto-akım P-bölgesi yükünden N-bölgesine akar ve güç çıkışı yükte elde edilir.
2. PN bağlantısı her iki ucunda da açıksa, açık devre gerilimi Uo olarak adlandırılan elektromotor kuvveti ölçülebilir. Kristalin silikon hücreler için tipik açık devre voltajı, 0.5 ila 0.6V arasındadır.
3. Harici devre kısa devre yapıyorsa, harici ışık enerjisi ile orantılı bir ışık akımı harici devre üzerinden akar. Bu akıma yol akımı Isc denir.
Foto-akımı etkileyen faktörler:
1. Arayüz katmanındaki ışığın ürettiği elektron deliği çiftleri ne kadar büyükse, akım o kadar büyük olur.
2. Arayüz tabakası tarafından absorbe edilen ışık enerjisi ne kadar fazlaysa, arayüz alanı o kadar büyük olur, yani pil alanı büyüdükçe, güneş hücresinde oluşan akım da artar.
3. Güneş hücresinin N bölgesi, boşalma bölgesi ve P bölgesi fotojenlenmiş taşıyıcılar üretebilir;
4. Her bölgedeki foto üretilen taşıyıcılar, yeniden akıma katkıda bulunmak için rekombinasyondan önce tükenme bölgesinden geçmelidir. Bu nedenle, gerçek foto üretilen akım her bölgede üretim ve rekombinasyon, difüzyon ve sürüklenme gibi çeşitli faktörleri dikkate almalıdır.