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光伏效應在19世紀即被發現，早期用來制造硒光電池，直到晶體管發明后半導體特性及相關技術才逐漸成熟，使太陽光電池的制造變為可能。因素太陽光電池之所以能將光能轉換成電能主要有兩個因素：1、光導效應(photoconductive effect)；[4]太陽能電池材料選取光照射在物質上時，部份的光會被物質吸收，部份的光則經由反射或穿透等方式離開物質，選取太陽光電池材料的第1考量就是吸光效果要很好，如此才能使輸出功率增加。2、內部電場；因此在選取太陽能電池的材料時，必須要考慮到材料的光導效應及如何產生內部電場。原理概述被攝景物通過攝像機的光學系統在光電靶上成像，由于光像各點亮度不同，因而使靶面各單元受光照的強度不同

擴散的結果使得接面附近的N型半導體失去電子得到空穴而帶正電，P型半導體失去空穴得到電子而帶負電。因為電荷密度不均因此在接面附近產生電場，如果有自由電子或空穴在電場內產生，則會因為受到電場的作用而移動，自由電子向N型半導體移動，而電洞向P型半導體移動，因此這個區域缺乏自由電子或空穴而稱之為空乏區。硫化1鎘光敏電阻對可見光敏感,用硫1化鎘單晶制造的光敏電阻對X射線、γ射線也敏感。當光照射在空乏區內將硅原子的電子激發產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的電力

如果入射光強度太高，導致器件內電流太大，以至于電陰極和倍增極因發射二分解，就會造成光電倍增管的永1久性波壞。因此，使用光電倍增管時，應避免強光直接入射。光電倍增管一般用來測弱光信號。光電池是把光能直接變成電能的器件，可作為能源器件使用，如衛1星上使用的太陽能電池。2、一個光子產生多個電子一空穴對，增加輸出的光電流，從而提高太陽能電池的效率。它也可作為光電子探測器件。光電二極管有耗盡層光電二極管和雪崩光電二極管兩種。半導體pn結區附近成為耗盡層，該層的兩側是相對高的空間電荷區，而耗盡層內通常情況下并不存在電子和空穴。

只有當光照射pn結時才能使耗盡層內產生載流子(電子-空穴對)，載流子被結內電場加速形成光電流。利用該原理制成的光電二極管稱為耗盡層光電二極管。耗盡層光電二極管有pin層、pn層、金屬-半導體型、異質型等CCD(Charge Coupled Device)即電荷耦合器件，通過輸入面上光電信號逐點的轉換、儲存和傳輸，在其輸出端產生一時序信號。光電陰極受強光照射后，由于發射電子的速率很高，光電陰極內部來不及重新補充電子，因此使光電倍增管的靈敏度下降。隨著科技的進步，CCD技術日臻完善，已廣泛用于安全防范、電視、工業、通信、遠程教育、可視網絡1電話等領域。