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光伏發(fā)電的主要原理是基于半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。當(dāng)光子（光的量子單位）照射到金屬或半導(dǎo)體材料表面時(shí)，它們的能量可以被材料中的電子吸收。如果光子的能量足夠大，電子將克服材料內(nèi)部的庫(kù)侖力，從原子中釋放出來(lái)，形成自由電子。這個(gè)過(guò)程將能量從光子轉(zhuǎn)化為電能，這就是光伏效應(yīng)的基本原理。

在典型的太陽(yáng)能電池中，常用的半導(dǎo)體材料是硅。硅原子擁有四個(gè)外層電子，稱(chēng)為“硅四價(jià)”。通過(guò)在純硅中摻雜少量其他物質(zhì)，如磷原子（有五個(gè)外層電子，稱(chēng)為“磷五價(jià)”）和硼原子（有三個(gè)外層電子，稱(chēng)為“硼三價(jià)”），可以形成N型和P型半導(dǎo)體。當(dāng)N型和P型半導(dǎo)體層相互接觸，形成P-N結(jié)時(shí)，接觸面上會(huì)形成電勢(shì)差。這個(gè)電勢(shì)差將導(dǎo)致光生電子從P型半導(dǎo)體流向N型半導(dǎo)體，形成電流。

當(dāng)太陽(yáng)光照射到太陽(yáng)能電池上時(shí)，光生電子會(huì)在P-N結(jié)中產(chǎn)生電流，這就是光伏發(fā)電的基本過(guò)程。這些電子可以被捕獲并用來(lái)供電，無(wú)需使用傳統(tǒng)燃燒化石燃料，因此光伏發(fā)電是一種清潔、無(wú)污染的能源形式。