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光電效應當電子從外界獲得能量時將會跳到較高的能階，獲得的能量越多跳的能階也越高，電子處在較高的能階時并不穩定，很快就會把獲得的能量釋放回到原來的能階。如果電子獲得的能量夠高就擺脫原子核的束縛成為自由電子，電子空出來的位置則稱為空穴。自由電子可能會因為摩擦或碰撞等因素損失能量，后受到空穴的吸引而復合。若將N型半導體及P型半導體接和在一起，會因為兩邊自由電子與空穴的濃度不同產生擴散。例如，硅的外層電子要成為自由電子需要吸收1.1ev的能量，當硅外層電子吸收到的光能量超過1.1ev時將會產生自由電子及空穴

通過PN結將太陽能轉換為電能。太陽能電池對光電轉換材料的要求是轉換、能制成大面積的器件，以便更好地吸收太陽光。已使用的光電轉換材料以單晶硅、多晶硅和非晶硅為主。用單晶硅制作的太陽能電池，轉換達20%，但其成本高，主要用于空間技術。多晶硅薄片制成的太陽能電池，雖然光電轉換效率不高（約10%），但價格低廉，已獲得大量應用。光電二極管主要用于近紅外探測器及光電轉換的自動控制儀器中，還可以作為光導纖維通信的接1收器件。此外，化合物半導體材料、非晶硅薄膜作為光電轉換材料，也得到研究和應用。

發光二極管的發光顏色(波長)，困半導體材料及摻雜成分不同而不同。常用的有黃、綠、紅等顏色的發光二極管。發光二極管工作電壓很低(1 5-3伏),工作電流很小(10-30毫安),耗電極省。可作燈光信號顯示、快速光源,也呆同時起整流和發光兩種作用。2、發光數字管把磷化發光管或磷化發光管的管芯制成條狀,用七條發光管組成七段式數字顯示管，可以顯示從0到9的十個數字。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。這種半導體數字顯示管的優點是體積小、耗電省、壽命長、響應速度快。

應用隨著傳統燃料能源的減少以及對環境造成的危害也越來越嚴重 ,能源問題日益成為制約國際社會經濟發展的瓶頸，越來越多的國家制定了大力發展太陽能的計劃。例如，美國的“ 光伏建筑計劃”、歐洲的“百萬屋頂光伏計劃” ，日本的“朝日計劃 ” ，以及我國發展的“光明工程 ”等都極大地促進了太陽能的發展。當前太陽能電池產品類型主要有單晶硅、多晶硅、非晶硅、化合物半導體和疊層太陽能電池等，主要應用在以下領域。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。