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❐ 太陽電池的原理
太陽電池(Solar cell)的構造如＜圖一(a)＞所示，將矽半導體或化合物半導體製作成P型與N型接面結構，當太陽光入射到P型與N型接面，可以激發P型與N型半導體產生電洞與電子，電洞與電子流到電子產品內就可以工作了！光偵測器(PD：Photo Detector)的原理與太陽電池相同，都是入射光激發P型與N型半導體產生電洞與電子。此外，發光二極體(LED：Light Emitting Diode)的原理與太陽電池類似，只是光與電的方向相反而已，電池產生電洞與電子，電洞與電子流到P型與N型半導體產生光，如＜圖一(b)＞所示。

圖一　太陽電池的原理。

值得注意的是，太陽電池其實是厚度不到1mm(微米)的P型與N型接面結構，製作在厚度大約200~1000mm的矽基板或砷化鎵基板上，如＜圖二(a)＞所示，矽基板不論是單晶矽還是多晶矽，主要的功能都是提供機械強度(支撐)，為了降低材料成本，基板當然是愈薄愈好，但是愈薄的基板愈難加工，因此如何發展新的加工技術是未來的努力方向。

❐ 能量轉換效率
要判斷太陽電池性能的好壞，最重要的參數就是「能量轉換效率(Energy conversion efficiency)」，假設太陽入射能量為Pin，太陽電池輸出電能為Pout，則能量轉換效率的定義為：

能量轉換效率是判斷太陽電池性能好壞最重要的參數，不同的材料、不同的製程、不同的構造，都可以得到不同的能量轉換效率。
要增加太陽電池的應用，就必須先提高能量轉換效率，目前有下列幾種方法可以提高能量轉換效率：
➤在太陽電池表面蒸鍍一層抗反射層：可以減少太陽光的能量被反射回去，讓入射的太陽光保持在太陽電池裡面，一般常用的抗反射層材料包括：氧化矽(SiO₂)、氮化矽(Si₃N₄)、氧化鈦(TiO₂)等，如＜圖一(a)＞所示。知識力www.ansforce.com。
➤將太陽電池表面的金屬電極製作成手指狀的結構：可以減少太陽光的能量被金屬電極反射回去，保持大部分太陽光被太陽電池吸收，如＜圖二(a)＞所示。
➤將金屬電極製作成垂直埋入太陽電池中：可以增加電極與太陽電池的接觸面積，進而減少串聯電阻，增加能量轉換效率，如＜圖二(b)＞所示。
➤將太陽電池表面蝕刻成凹凸不平或粗糙的結構：可以使入射的太陽光產生多重反射，增加太陽光的能量停留在電池內部，如＜圖二(c)＞所示。
➤將兩個金屬電極製作在同一個平面上：由於太陽電池的金屬電極會反射太陽光，我們可以將兩個金屬電極製作在同一個平面上，太陽光則由沒有金屬電極的那一個平面照射，可以減少太陽光的能量被金屬電極反射回去，如＜圖二(d)＞所示。

圖二　太陽電池的表面處理提升能量轉換效率。

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