在金屬的光電效應中，光子的能量被吸收，讓電子從費米能附近躍升至真空能階。而在半導體的光伏特效應中，光子的能量被吸收，讓電子從價帶躍過能隙至導帶。一般的半導體能隙約為1~2eV，其可吸引的光是紅外線或可見光，其最大光-電轉換效率自
圖一、(a) 光電效應、(b)Dember效應、(c) 光伏特效應的簡單示意圖。
然遠超過於金屬的。另外半導體可以傳導電的，除了帶負電荷的導帶的電子，還有帶正電荷的價帶的電洞 (也就是價帶中能態空缺)，這種雙極性的導電，也是金屬不具有的特性。
[DOC]高效率太陽能電池
psroc.phys.ntu.edu.tw/bimonth/v27/701.doc
一般咸認，二十世紀物理發展有二個最重要的指標：量子力學和相對論。 ..... 因為電
而太陽光紫外線以上的輻射只占整體的很小部分。也就是說，金屬光電效應的太陽電池其最大光-電轉換效率可能不超過1% ，而實際實驗的結果，更只有約0.001%。我們可以結論地說，利用金屬的光電效應來做太陽電池，其輸出電流甚微小，而輸出電壓也不很大，因此輸出的電功率是沒辦法作實際應用的。
就像是金屬真空管二極體被半導體固態二極體取代一樣，至今絕大部分的太陽電池使用半導體材料，而非今屬材料。太陽電池是應用半導體的光伏特效
應，而不是金屬的光電效應，
應，而不是金屬的光電效應，
三、光伏特效應與太陽電池
如果純粹是望文生義的話，任何器件只要能轉換入射光子的能量而直接產生輸出電壓，就可稱為光伏特效應 (photovoltaic effect) 。當然這樣的定義不是很精確。譬如說，半導體的Dember 效應 (或稱為 photodiffusion 效應) 也能轉換入射光子的能量而直接產生輸出電壓。Dember效應是描述當光照到半導體表面，光子被吸收產生電子-電洞對，半導體表面的載子濃度增加因而向半導體內擴散，但因電子和電洞的擴散係數不一樣，電子和電洞在空間的分佈就不相等
電子和電洞在空間的分佈就不相等，也因此會在分佈不均的電子和電洞間產生內建電場，這內建電場產生的總和效應，就成為實驗所量測到的Dember 電壓。也就是說，光照到半導體被吸收也會因Dember效應產生Dember電壓。但一般而言，半導體的Dember效應不是很顯著，如果器件的金屬接觸不是良好的歐姆接觸(ohmic contact)，則金屬-半導體形成的Schottky接觸之光伏特效應會遠超過純粹半導體的Dember效應。也就是說，量測到的輸出電壓會是金屬-半導體二極體的光伏特效應，而非純粹半導體的Dember效應。而除了Dember 效應外，還有另一種物理化學機制¾光電化學效應(photoelectrochemical
effect)也可以經照光後產生電壓，但這一效應一般而言，因為須要用到電解質(electrolyte)，且涉及化學反應，因此本文除了針對近來相當熱門的染料感光電池dye-sensitized solar cell (DSC)做一簡單介紹外，其他利用光電化學效應的太陽電池，就不在此做深入探討。
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