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在光線照射下，光電開關材料吸收光能后，物體產生一定方向的電動勢。光生伏特效應光電元件有光敏二極管、光敏三極管、光電池等。
當PN結兩端沒有外加電壓時，PN結存在內電場，方向從N區指向P區。當光照射到PN結上時，如果光子的能量大于光導體材料的禁帶寬度，電子就能夠從價帶激發到導帶成為自由電子，價帶成為自由空穴。從而在PN結內產生電子-空穴對。這些電子-空穴對在PN結的內部電場作用下，電子移向N區，空穴移向P區，電子在N區積累，空穴在P區積累，使PN結兩端形成電位差，PN結兩端產生光生電動勢。
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