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太阳能路灯电池是利用光电转换原理使太阳辐射的光通过半导体物质转变为电能的器件，这种光电转换过程通常叫作“光生伏打效应”。光生伏打效应简称光伏效应，是指光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象。
太阳能路灯电池是由P型半导体和N型半导体结合而成的。P型半导体(P指Positive,带正电的)由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的三价元素组成，会在半导体内部形成带正电的空穴:N型半导体(N指Negative, 带负电的)由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的五价元素组成会在半导体内部形成带负电的自由电子，当N型和P型两种不同型号的半导体材料接触后，由于扩散和漂移作用，在界面处形成由P型指向N型的内建电场。
当光照在太阳能电池的表面上时，能量大于禁带宽度的光子便激发出电子和空穴对，这些非平衡的少数载流子在内电场的作用下分离开，在太阳能电池的两极累积形成电势差，这样太阳能电池便可以给外接负载提供电流。
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