光伏发电是利用半导体的什么效应

光伏发电依靠半导体材料的光电效应直接将阳光转化为电能。硅片吸收太阳光子后，电子获得能量跃迁形成电流。单晶硅电池转换效率可达20，多晶硅约15，薄膜电池如碲化镉约11。光伏板由多个电池单元串联组成，每片产生0.5伏电压，通过逆变器转换为家用220伏交流电。沙漠光伏电站每天每平方米可发电5度，相当于减少2千克二氧化碳排放。

半导体材料的光伏效应源于内部p-n结结构。当阳光照射时，电子空穴对在结电场作用下分离，形成定向电流。现代钙钛矿电池实验室效率已突破26，远超早期硒电池的1。光伏组件寿命长达25年，衰减率每年不足0.5。光伏发电系统无需燃料，无机械转动部件，维护成本仅为传统能源的1/3，屋顶光伏电站10年即可收回全部投资。