什麼是光伏？

上圖說明了基本光伏電池（也稱為太陽能電池）的運行。太陽能電池由微電子工業中使用的同種半導體材料製成，例如矽。對於太陽能電池，薄的半導體晶片經過特殊處理以形成電場，一側為正，另一側為負。當光能撞擊太陽能電池時，電子從半導體材料中的原子中脫落。如果將電導體連接到正極和負極，形成電路，電子可以以電流的形式被捕獲——也就是電。然後可以使用這種電來為負載供電，例如燈或工具。

多個相互電連接並安裝在支撐結構或框架中的太陽能電池稱為光伏組件。模塊被設計成在一定電壓下供電，例如常見的 12 伏系統。產生的電流直接取決於照射到模塊上的光量。

當今最常見的 PV 設備使用單個結或界面在 PV 電池等半導體內創建電場。在單結光伏電池中，只有能量等於或大於電池材料帶隙的光子才能為電路釋放電子。換句話說，單結電池的光伏響應僅限於能量高於吸收材料帶隙的太陽光譜部分，並且不使用能量較低的光子。

繞過這一限制的一種方法是使用兩個（或更多）不同的電池，具有一個以上的帶隙和一個以上的結，以產生電壓。這些被稱為“多結”電池（也稱為“級聯”或“串聯”電池）。多結器件可以實現更高的總轉換效率，因為它們可以將更多的光能譜轉換為電能。

如下所示，多結器件是按帶隙 (Eg) 降序排列的單個單結電池的堆疊。頂部電池捕獲高能光子並將其余光子傳遞給低帶隙電池吸收。