為更有效的利用由電子與空穴來產(chǎn)生電流，因此必須加入電場使自由電子與空穴分離進而產(chǎn)生電流。1產(chǎn)生電場的方式很多如PN接面、金屬半導(dǎo)體接面等，其中1常用的方式為PN接面。制作光敏電阻的材料主要有硅、鍺、硫化1鎘、銻化銦、硫化鉛、硒化鎘、硒化鉛等。提高自由電子濃度常用的方法是在硅中加入少量的五價原子，五價原子的四個價電子與硅鍵結(jié)后剩下一個價電子，使剩下的價電子游離只需要0.05ev，比原來的1.1ev小很多，在室溫超過200度k時即可使所有雜質(zhì)產(chǎn)生自由電子，同樣在硅中加入少量的三價原子可以提高空穴濃度。

擴散的結(jié)果使得接面附近的N型半導(dǎo)體失去電子得到空穴而帶正電，P型半導(dǎo)體失去空穴得到電子而帶負電。耗盡層光電二極管有pin層、pn層、金屬-半導(dǎo)體型、異質(zhì)型等CCD(ChargeCoupledDevice)即電荷耦合器件，通過輸入面上光電信號逐點的轉(zhuǎn)換、儲存和傳輸，在其輸出端產(chǎn)生一時序信號。因為電荷密度不均因此在接面附近產(chǎn)生電場，如果有自由電子或空穴在電場內(nèi)產(chǎn)生，則會因為受到電場的作用而移動，自由電子向N型半導(dǎo)體移動，而電洞向P型半導(dǎo)體移動，因此這個區(qū)域缺乏自由電子或空穴而稱之為空乏區(qū)。當(dāng)光照射在空乏區(qū)內(nèi)將硅原子的電子激發(fā)產(chǎn)生光生電子與空穴對，電子與空穴對會因為電場作用而使電池內(nèi)的電荷往兩端集中，此時只要外加電路將兩端連接即可利用電池內(nèi)的電力

這即是所謂的光電效應(yīng)，也是太陽光電池的轉(zhuǎn)換原理。光電轉(zhuǎn)換材料是通過光生伏特1效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的材料。主要用于制作太陽能電池。多晶硅薄片制成的太陽能電池，雖然光電轉(zhuǎn)換效率不高（約10%），但價格低廉，已獲得大量應(yīng)用。太陽是一個巨大的能源庫，地球上一年中接收到的太陽能高達1.8×10 (18次方) 千瓦時。研究和發(fā)展光電轉(zhuǎn)換材料的目的是為了利用太陽能。光電轉(zhuǎn)換材料的工作原理是：將相同的材料或兩種不同的半導(dǎo)體材料做成PN結(jié)電池結(jié)構(gòu)，當(dāng)太陽光照射到PN結(jié)電池結(jié)構(gòu)材料表面時

1、用戶太陽能電源：用于邊遠無電地區(qū)，如高原、海島、牧區(qū)、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、電視、收錄機等；3-5kw家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；光伏水泵，解決無電地區(qū)的深水井飲用、灌溉；太陽能電池對光電轉(zhuǎn)換材料的要求是轉(zhuǎn)換效率高、能制成大面積的器件，以便更好地吸收太陽光。2、交通領(lǐng)域：如航標(biāo)燈、交通、鐵路信號燈、交通站、光纜維護站、廣播、通訊、尋呼電源系統(tǒng)、農(nóng)村微波電話光伏系統(tǒng)、小型通信機、士兵供電等；3、石油、海洋、氣象領(lǐng)域：石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能 電源系統(tǒng)、石油鉆井平臺生活及應(yīng)急電源、海洋檢測設(shè)備、氣 象/水文觀測設(shè)備等；