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光伏效應在19世紀即被發現，早期用來制造硒光電池，直到晶體管發明后半導體特性及相關技術才逐漸成熟，使太陽光電池的制造變為可能。因素太陽光電池之所以能將光能轉換成電能主要有兩個因素：1、光導效應(photoconductive effect)；2、內部電場；這一過程有兩種解決途徑，最常見的一種是使用以硅為主要材料的固體裝置，另一種則是使用光敏染料分子來捕獲光子的能量。因此在選取太陽能電池的材料時，必須要考慮到材料的光導效應及如何產生內部電場。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

在負載RL中有電流流過，其電流大小取決于光電靶在該單元的電阻值大小。光照強處對應阻值較小，流過負載RL的電流就較大，因而RL兩端產生的壓降也就較大。負載電阻RL上形成電壓就是攝像管輸出的圖像信號。光電轉換過程（圖像的攝取過程）：被攝景物通過攝像機的光學鏡頭在光電靶上成像，被電子束將這幅圖像分解為像素，同時把各個像素的亮度轉變為在負載電阻RL上大小不同的電壓降，從而形成攝像管輸出信號。在硅中加入五價原子后稱之為N型半導體，加入三價原子后稱之為P型半導體。

這即是所謂的光電效應，也是太陽光電池的轉換原理。光電轉換材料是通過光生伏特1效應將太陽能轉換為電能的材料。主要用于制作太陽能電池。太陽是一個巨大的能源庫，地球上一年中接收到的太陽能高達1.8×10 (18次方) 千瓦時。研究和發展光電轉換材料的目的是為了利用太陽能。電從原子中逃逸出來,必須吉兇服原子的束縛而做功，而光照正是向電子提供能量,使它有能力逃逸出來的一種形式。光電轉換材料的工作原理是：將相同的材料或兩種不同的半導體材料做成PN結電池結構，當太陽光照射到PN結電池結構材料表面時

只有當光照射pn結時才能使耗盡層內產生載流子(電子-空穴對)，載流子被結內電場加速形成光電流。利用該原理制成的光電二極管稱為耗盡層光電二極管。耗盡層光電二極管有pin層、pn層、金屬-半導體型、異質型等CCD(Charge Coupled Device)即電荷耦合器件，通過輸入面上光電信號逐點的轉換、儲存和傳輸，在其輸出端產生一時序信號。隨著科技的進步，CCD技術日臻完善，已廣泛用于安全防范、電視、工業、通信、遠程教育、可視網絡1電話等領域。本實驗將介紹常用的量子探測器或稱光子探測器，它是利用材料的光電效應制作成的探測器，故也稱為光電轉換器。