為更有效的利用由電子與空穴來(lái)產(chǎn)生電流，因此必須加入電場(chǎng)使自由電子與空穴分離進(jìn)而產(chǎn)生電流。1產(chǎn)生電場(chǎng)的方式很多如PN接面、金屬半導(dǎo)體接面等，其中1常用的方式為PN接面。隨著科技的進(jìn)步，CCD技術(shù)日臻完善，已廣泛用于安全防范、電視、工業(yè)、通信、遠(yuǎn)程教育、可視網(wǎng)絡(luò)1電話等領(lǐng)域。提高自由電子濃度常用的方法是在硅中加入少量的五價(jià)原子，五價(jià)原子的四個(gè)價(jià)電子與硅鍵結(jié)后剩下一個(gè)價(jià)電子，使剩下的價(jià)電子游離只需要0.05ev，比原來(lái)的1.1ev小很多，在室溫超過(guò)200度k時(shí)即可使所有雜質(zhì)產(chǎn)生自由電子，同樣在硅中加入少量的三價(jià)原子可以提高空穴濃度。

硅光電池就是一個(gè)大面積PN結(jié)。光照可以使薄薄的P型區(qū)產(chǎn)生大量的光生載流子。這些光生電子和空穴，會(huì)向PN結(jié)方向擴(kuò)散。擴(kuò)散過(guò)程中，一部分電子和空穴復(fù)合消失,大部分?jǐn)U散到PN結(jié)邊緣。在結(jié)電場(chǎng)的作用下，大部分光生空穴被電場(chǎng)推回P型區(qū)而不能穿越PN結(jié)；大部分光生電阻卻受到結(jié)電場(chǎng)的加速作用穿越PN結(jié)，到達(dá)N型區(qū)。如果入射光強(qiáng)度太高，導(dǎo)致器件內(nèi)電流太大，以至于電陰極和倍增極因發(fā)射二分解，就會(huì)造成光電倍增管的永1久性波壞。隨著光生電子在N型區(qū)的積累及光生空穴在P型號(hào)區(qū)的積累，會(huì)在在PN對(duì)的兩側(cè)產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的電位差，這就是光生電動(dòng)勢(shì)。

1、多接面、多能隙、多能帶結(jié)構(gòu)，使用不同能隙的材料來(lái)吸收不同波長(zhǎng)的光子。減少載子能帶內(nèi)的能量釋放，大幅度提高太陽(yáng)能電池的效率；2、一個(gè)光子產(chǎn)生多個(gè)電子一空穴對(duì)，增加輸出的光 電流，從而提高太陽(yáng)能 電池的效率；3、熱載子太陽(yáng)能電池，提高載子溫度能夠大幅度提高太陽(yáng)能電池的效率；選取太陽(yáng)光電池材料的第二考量是光導(dǎo)效果，欲選取光導(dǎo)效果佳的材料首先必須了解太陽(yáng)光的成分及其能量分布狀況，進(jìn)而找出適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)作為太陽(yáng)光電池的材料。4、黑體輻射的頻譜轉(zhuǎn)換，將太陽(yáng)光改變成理想的光源，減少載子能帶內(nèi)的能量釋放，提高太陽(yáng)能電池的效率；5、新材料如染料感光太陽(yáng)能電池、聚合物和有機(jī)物材料的太陽(yáng)能電池等；6、熱光伏特1效應(yīng)，將不能進(jìn)行光伏效應(yīng)的太陽(yáng)能通過(guò)晶格振動(dòng)的多聲子吸收轉(zhuǎn)化為可以進(jìn)行光伏效應(yīng)的光能 ，從而提高太陽(yáng)能電池的效率。