什么是光伏？

上图说明了基本光伏电池（也称为太阳能电池）的运行。太阳能电池由微电子工业中使用的同种半导体材料制成，例如硅。对于太阳能电池，薄的半导体晶片经过特殊处理以形成电场，一侧为正，另一侧为负。当光能撞击太阳能电池时，电子从半导体材料中的原子中脱离出来。如果将电导体连接到正极和负极，形成电路，电子就可以以电流的形式被捕获——也就是电。然后可以使用这种电来为负载供电，例如灯或工具。

多个相互电连接并安装在支撑结构或框架中的太阳能电池称为光伏组件。模块被设计成在一定电压下供电，例如常见的 12 伏系统。产生的电流直接取决于照射到模块上的光量。

当今最常见的 PV 设备使用单个结或界面在 PV 电池等半导体内创建电场。在单结光伏电池中，只有能量等于或大于电池材料带隙的光子才能为电路释放电子。换句话说，单结电池的光伏响应仅限于能量高于吸收材料带隙的太阳光谱部分，并且不使用能量较低的光子。

绕过这一限制的一种方法是使用两个（或更多）不同的电池，具有一个以上的带隙和一个以上的结，以产生电压。这些被称为“多结”电池（也称为“级联”或“串联”电池）。多结器件可以实现更高的总转换效率，因为它们可以将更多的光能谱转换为电能。

如下所示，多结器件是按带隙 (Eg) 降序排列的单个单结电池的堆叠。顶部电池捕获高能光子并将其余光子传递给低带隙电池吸收。