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基于光电效应和固体能带理论的半导体光电转换效应，是现代能源和信息工业发展的理论基础之一，是太阳能电池和光电探测器的重要理论支撑和设计准则。经典的光电理论认为：光子入射到半导体材料中后，激发价带电子至导带，形成电子空穴对，而电子空穴对在电场作用下成为载流子，形成光电流。从而完成了太阳能到电能以及光信号到电信号的转换。