電池與能源材料
單接面太陽電池中，吸收層半導體的能隙存在使理論效率最大的最佳值（在地面太陽光下約1.1〜1.4 eV），其理由下列何者正確？
- A能隙小時電壓低，多餘的能量變成熱；能隙大時無法吸收的光子增加
- B能隙越大能吸收越多光子，但遷移率下降，因此電流減少
- C能隙越小復合越少，但太陽光的強度與波長無關而固定，因此在某處達到上限
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正確答案：A. 能隙小時電壓低，多餘的能量變成熱；能隙大時無法吸收的光子增加
光子只有在能量大於能隙 Eg 時才會被吸收，超過 Eg 的能量會被載子以熱的形式傳給晶格（熱化損失）。而且開路電壓無法超過 Eg/q。Eg 小時可吸收的光子增加，但每1個能取出的能量變小；Eg 大時電壓雖然變高，卻無法吸收能量低於 Eg 的光子而使其穿透。由於這樣的取捨，Shockley-Queisser 理論效率在地面標準太陽光（AM1.5）下，於約1.1〜1.4 eV 的範圍內高達約32〜33%，在約1.34 eV 時達到最大的約33%。能隙越大吸收越多的說明正好相反。太陽光的強度隨波長大幅變化，並不固定。