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太阳能转换为各种能量的原理是：光能激发电子，使其产生电能；电子运动形成电流，从而将光能转化为电能。
太阳能转换为电能的过程称为光伏发电。光伏发电的原理是利用太阳光中的光子，让其激发光伏电池中的电子从而产生电流。 光伏电池是一种半导体器件，通常由多个硅晶片组成。
硅晶片中含有两种材料，即掺有磷的硅和掺有硼的硅，这两种材料的电子结构不同。当太阳光照射到硅晶片上时，光子会击中硅晶片中的电子，将电子从原子中激发出来，并在晶片中形成电子-空穴对。掺有磷的硅为n型半导体，掺有硼的硅为p型半导体，二者在连接时会形成一个电场，电场会使电子运动而形成电流。
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