分析发电原理时，我们可以简单认为利用了光入射于半导体或半导体与金属结合的部位时引起的光电效应产生了电流。光伏电池与二极管有相似的基本特性，利用二极管中的PN结来简单解释光伏电池，当具有一定能量的光子从一个介质中射入半导体时，通过半导体的能量间隙，电子吸收一定能量的太阳能，挣脱原子核的束缚游离在半导体内，而失去电子之后带正的电荷被称为空穴[[[] 王祺, 太阳能光伏电池的结构原理研究, 城市建设理论研究（电子版）, 2015, 20: 8113—8113]]。光学效应与PN结功能相似，将半导体内正负电荷分离，游离的电子向N型半导体移动，空穴向P型半导体移动，并且在N型、P型的电极部分聚集。图1。1为光伏效应原理图，红色代表失去电子带正电的空穴，黑色代表电子。从图中看出带负点的电子和带正电的空穴荷聚集在上下两端，如果在上下两个电极处连上导线电极之间形成的电动势，产生使电荷流动的电压，电荷流动然后产生电能。通过这一原理，科学家发现光能转化为电能并储存起来，利用一系列现代技术，将电能转换为其他形式的能量，满足生产和生活的需要。

      （a）光照前              （b）光照中                （c）形成电流

图1。1 光伏效应原理图

1。2  选题研究意义

光伏发电相对于传统的能源发电有着极大的优势，它既没有旋转的转动部分,也不排出气体，是清洁的、无噪声的发电[[[] 张化德, 太阳能光伏发电系统的研究, 山东, 山东大学: 2007:]]。且太阳能没有枯竭的危险，对于我国东南西北不同的地形，太阳能的获取不受资源分布和地域限制，即使在人口稠密的大城市，也可以利用房屋建筑的表面积进行发电。由于土地面积辽阔，且处于北纬3度至北纬53度区域内，我国太阳能源极为丰富， 2/3以上的地区每年日照时数大于2000小时[[[] 张兵, SiO<,2>薄膜和磷铝吸杂对太阳电池用硅片少子寿命的研究, 天津, 河北工业大学: 2008]]。上述优点，都是太阳能的方便，清洁带来的，它的无毒性避免了核电站发生的核泄露事故的烦恼，它的安全性避免了水电站的堤坝崩溃的危险。论文网

世界上大多数国家都制定了有关太阳能利用的可持续发展的重要战略决策。20世纪末，联合国组织召开了一系列会议，讨论有关太阳能的利用，并制定了相关的战略规划。为了迎合国际形式，同样为了应对能源问题，各国政府制定了一系列计划。1997年美国政府颁布了“屋顶光伏计划”；作为一个土地面积小、化石资源贫乏的地区，日本在 1993年后推出了“月光计划”、“环境计划”、“阳光计划”等。这些不同国家的不同措施，都在一定程度上提高了太阳能的利用率，也相应的鼓励了居民在住宅内使用屋顶光伏发电和社会建设的公共设施中用利用光伏效应[[[] 宁铎 高继春, 发展太阳能光伏发电的意义及前景, 西北轻工业学院学报, 2002, 1: 82—84]]。

但是在现如今的科技水平下，光伏发电还有一定的限制。成本和效率就是我们在利用光伏效应进行发电时需要考虑的两个重要方面。

价格一直是制约着光伏发电在国内应用的重要方面。一台能满足家庭日常电器需要的200瓦光伏系统，市场价格为1。5万[[[] 段晓飞, 太阳能发展前景及应用研究,现代商贸工业, 2010, 20: 283—284]]。如果燃煤发电成本为1，则光伏发电大约是11~18。光伏电池成本的40%与电池半导体材料相关，包括半导体材料成本、p-n结处理成本和电池加工成本。如何减小制造材料，降低成本，降低损耗是现如今科学家和工程师研究的重要课题。