當光子激發(fā)半導體中帶隙附近的電子的時候會存在以下三種情況：

1. 當光子的能量小于半導體的帶隙Eg的時候，電子不吸收該光子的能量，該光子透過半導體，即Transparency loss；
2. 當光子的能量等于半導體的帶隙Eg的時候，電子吸收光子的能量從價帶頂VBM躍遷到導帶底CBM，最終通過PN結(jié)區(qū)的內(nèi)建電場分離，將吸收的光子的能量完全轉(zhuǎn)化成電能；
3. 當光子的能量大于半導體的帶隙Eg的時候，電子吸收光子的能量跳躍到高于導帶底(CBM)的某個位置，然后再通過弛豫，將多余的能量以熱的形式釋放出來，這一部分以熱的形式損耗掉的能量就是Thermalisation loss，然后落到導帶底去，最終被內(nèi)建電場分離，將吸收的光子的部分能量轉(zhuǎn)化成電能。
   

根據(jù)上面的描述，我們不難得出下面的結(jié)論：

1. 帶隙越大，那么就有越多的低能光子無法將價帶頂?shù)碾娮蛹ぐl(fā)導導帶去，因此，就有越多的光子難以被價帶的電子所吸收，Transparency loss也就越大。總結(jié)起來就是帶隙越大，Transparency loss也就越大，對應(yīng)于圖中由左下角到右上角的虛線；
2. 帶隙越小，那就就有越多的光子會被吸收，但是這些光子被吸收后，會有越多的能量通過弛豫以熱的形式耗散掉。總結(jié)起來就是帶隙越小，Thermalisation loss也就越大，對應(yīng)于圖中由左上角到右下角的虛線；

最終，實際的光電轉(zhuǎn)化效率η為

η=1-Transparency loss-Thermalisation loss

對應(yīng)于圖中的實線。

這條實線是中間高，兩頭低。這個很好理解：當帶隙太大的話，所有的光子幾乎都吸收不了，所以光電轉(zhuǎn)化效率為0，當帶隙太小的話，所有的光子能量在被價帶電子吸收后，在導帶經(jīng)過弛豫，幾乎全都以熱的形式耗散掉了，所以光電轉(zhuǎn)化效率為0。極值點處在中間的某個位置，圖上表示的是在1.0 eV到1.5 eV之間。這張圖可能不是在AM1.5下得到的，在AM1.5下，要向使光電轉(zhuǎn)化效率取極值，帶隙應(yīng)該在1.5 eV附近。

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(本文中的圖來自于幾位西班牙科學家的綜述，文章現(xiàn)在找不到了，有見過這篇文獻的同學可以提醒我一下。更多關(guān)于太陽能電池方面的內(nèi)容可參看英國科學家Jenny Nelson《太陽能電池物理》)