空穴

潜能相比时。”例如，硅仅能捕获一种频率的阳光，而半导体量子点及其可调的能带隙却能捕获大部分频率，并在这个方面很容易极大地提高效率。硅也经受了所谓的“电子——空穴再结合”中电子逃逸而不能被利用的情况
电子——空穴再结合中的问题，这将是一大进步。它意味着更高效的电池，以及下一代电池设计上的一大优势。聚合物能够做到这些。”

太阳能光伏电池的工作原理加以说明。当N型硅和P型硅结合时，N型区的电子扩散到P型区，P型区的空穴扩散到N型区，此时，N型带正电，P型带负电，在硅半导体内部产生电场。当太阳光照在半导体P-N结上时，形成
新的空穴－电子对，在P-N结电场的作用下，空穴由N型区流向P型区，电子由P型区流向N型区，当接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能光伏电池的工作原理，如图1所示。 图1 太阳能光伏电池工作

会存在着一个空穴，它的形成可以参照下图： 　　图中，正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。而黄色的表示掺入的硼原子，因为硼原子周围只有3个电子，所以就会产生入图所示的蓝色的空穴
，这个空穴因为没有电子而变得很不稳定，容易吸收电子而中和，形成P（positive）型半导体。 同样，掺入磷原子以后，因为磷原子有五个电子，所以就会有一个电子变得非常活跃，形成N

的使用也免去了铺设电缆及其相关工程的费用。 　　图1是一个太阳能-LED街灯的结构示意图。太阳能电池板在太阳光的照射下，其内部PN结会形成新的电子空穴对，在一个回路里就能产生直流电流；这个电流

石墨、铂或导电聚合物等不同材料，其中镀铂的效果较好。 電解質：由於液態電解質在封裝上的技術困難，人們開發了無機半導體體系的固態電解質、有機空穴傳輸材料和高分子電解液體系等。电解质：由于液态电解质在封装
上的技术困难，人们开发了无机半导体体系的固态电解质、有机空穴传输材料和高分子电解液体系等。 與液態電解質相比，固態染料敏化太陽能電池敏化劑的氧化還原電位，可以和空穴導體的工作函數更好的匹配，所以固態

差，是为了得到较高的开路电压。此次的p型有机半导体材料是在已有的噻吩（Thiophene）类材料上通过重组分子结构实现的。在有机薄膜太阳能电池中，通过光吸收形成的激子（电子与空穴成对存在的分子激发状态）在
pn结的界面上扩散，由于pn结界面的能级不同，使得电子与空穴发生分离（图2）。在一般状态下，激子不会分离出电子及空穴。形成p型及n型材料的异种分子间能级差异越大，则越容易分离（图3）。之所以扩大单位体积

（电子与空穴成对存在的分子激发状态）在pn结的界面上扩散，由于pn结界面的能级不同，使得电子与空穴发生分离（图2）。在一般状态下，激子不会分离出电子及空穴。形成p型及n型材料的异种分子间能级差异越大，则

研究员李察 夏勒(Richard Schaller)与克里莫夫第一次发表他们的观察，利用硒化铅(lead selenide)的纳米晶体在吸收一个光子之后产生强烈的载子倍增现象并产生两对的电子-空穴对
离(photoionization)。当纳米晶体吸收了一个高能量的光子，电子可获得足够的能量脱离这个材料。克里莫夫解释因此形成一个带电的纳米晶体，它包含一个正电的空穴，此时第二个光子经由光致发电产生另一个电子，并

原理和二极管类似。只不过在二极管中，推动P-N结空穴和电子运动的是外部电场，而在太阳能电池中推动和影响P-N结空穴和电子运动的是太阳光子和光辐射热（*）。也就是通常所说的光生伏特效应原理。目前光电转换

平衡电子和空穴或产生在势垒区外但扩散进势垒区的非平衡电子和空穴，在内建静电场的作用下，各自向相反方向运动，离开势垒区，结果使P区电势升高，N区电势降低，从而在外电路中产生电压和电流，将光能转化成电能