太陽能電池（solar cell）

太陽能電池能把陽光直接變成電，沒有任何運動部件，靠的是半導體 p-n 接面的巧妙把戲。一顆光子鑽進矽中、撞出一顆電子，產生一個自由電子與一個「電洞」（缺電子的空位），形成一對正負相反的電荷。接面處的內建電場接著把電子掃向一邊、電洞掃向另一邊——就像下坡把彈珠分流——於是電荷在兩端堆積，一接上負載電流便立刻準備流動。

單顆矽電池只產生約 0.6 V，所以太陽能板把許多電池串聯以取得有用電壓、並聯以取得電流。它的硬限制來自物理：太弱的光子（紅光／紅外）無法撞出電子，太強的光子則把多餘能量浪費成熱，使單一矽接面的效率上限約在 33%（蕭克利–奎瑟極限），實際模組約 20%。把太陽能板配上電池與充電控制器，你就擁有可儲存、可調度的太陽能。