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太阳能光伏发电的能量转换器件是光伏电池。它包括一个类似于二极管的在半导体材料中形成的PN结和一片0.2-0.3mm厚的单晶式或多晶式硅片，通过掺入其他杂质(硼和磷)产生具有不同电气性质的两层，在PN结掺杂了磷原子的负硅片和掺杂了硼原子的正硅片之间建立起电场。光入射到太阳电池上，光子中的能量产生自由电荷载体被电场分开，外接线路上产生电压，接入负载后有电流流过。太阳能光伏电池发电的原理是利用半导体的光生伏打效应。当太阳光照射到光伏电池上时，电池吸收光能，产生光电子-空穴对。在内电场作用下，光电子和空穴对被分离，电池两端出现异性电荷的积累，即产生“光生电压”。若在内电场的两侧引出电极并接上负载，则有“光电电流”生成，从而获得功率输出。通过这一方式太阳光能直接变成了可用的电能。
