* 光電効果： 太陽電池は光電効果に基づいて機能します。光が半導体材料を攻撃すると、十分なエネルギーを持つ光子が電子を励起し、流れて電流を生成することができます。電子を励起するために必要な最小エネルギーは、バンドギャップと呼ばれます 素材の。
* 波長とエネルギー： ライトのエネルギーは、その波長に反比例します。 より短い波長（青や紫外線など）は、エネルギー光子が高くなっています。より長い波長（赤や赤外線など）は、エネルギー光子が低くなっています。
* バンドギャップマッチング： 太陽電池材料には、特定のバンドギャップがあります。バンドギャップ以上のエネルギーを持つ光子のみが、電子を励起し、現在の世代に寄与するのに十分なエネルギーを持っています。
* 吸収と透過： バンドギャップよりも少ないエネルギーの光子は吸収されず、単に材料を通過します。バンドギャップよりもはるかに高いエネルギーを持つ光子は吸収される可能性がありますが、それらの過剰なエネルギーは熱としてしばしば失われます。
したがって、
* 最適な波長範囲： 特定の太陽電池材料の電流を生成するのに最も効果的な特定の波長（通常は可視光）があります。
* 損失： バンドギャップを下回っているため、一部の波長は効果がなく、他の波長はバンドギャップを超えるためにエネルギー損失を抱えています。
例： シリコン太陽電池には、約1.1 eVのバンドギャップがあります。 それらは、可視スペクトル内の波長を変換するのに最も効率的です。しかし、それらは赤外線で不十分に吸収し、青と紫外線の一部を伝えます。
結論： 効率を最大化するために、太陽電池は、材料のバンドギャップに最適な光の波長を利用するように設計されています。
