电池势垒是太阳能电池正负极之间的界面，其上存在一个非常狭窄的静电荷区域。由于势垒阻止了电子从一层移动到另一层，因此来自一侧的高能电子会优先沿一个方向扩散穿过势垒。这会产生电流，进而导致电池两端产生电压。势垒也称为空间电荷区或耗尽区。
p型硅和n型硅是两种用于制造太阳能电池的不同类型的半导体。为了形成p型硅，会在硅中添加比硅少一个外层电子的原子，例如硼或镓。由于硼的电子数比与附近硅原子形成化学键所需的电子数少一个，因此会在硼中产生电子空位或空穴。
通过添加磷等外能级比硅多一个电子的元素，可以生成n型硅。磷的外能级包含五个电子，而不是四个。它与相邻的硅原子形成键，但键合时不涉及一个电子。相反，它可以在硅框架内自由移动。
太阳能电池是如何制造的？
太阳能电池的构造是将一层p型硅夹在一层n型硅之间。n型层中电子过多，而p型层中带正电的空穴过多（这些空穴是由于缺乏价电子而产生的空位）。
结一侧（n型层）的电子迁移到结另一侧靠近两层结点（p型层）的空穴中。因此，电子填充了连接周围形成的耗尽区中的空穴。
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耗尽区的p型侧（最初存在空穴）现在充满了带负电的离子；而耗尽区的n型侧（之前存在电子）现在充满了带正电的离子。这些带相反电荷的离子形成了一个内部电场，抑制了n型层的电子填充p型层的空穴。
