反常光生伏特效应

反常光生伏特效应（英语：Anomalous photovaltaic effect）指从热力学观点，半导体器件所能产生的最大光生伏特电压应等于它的能带隙的宽度电压。^[1]但有些半导体和绝缘体，如ZnS,当用紫外光照射时，能产生开路电压比它的能带隙宽高的光生伏特电压.这种现象称为反常光生伏特效应。

这种效应所产生的都是指开路电压较高，有些情况下，能产生高达上千伏；但在闭路有电流时，则能产生很小的功率。因此，能产生反常光生伏特效应的材料，目前还都不能实用。

什么材料才能发生反常光生伏特效应？根据大量数据总结，梅兹提出假设；只有材料内含有一些简单的单元，每单元产生的光生伏特电压经串联，使总电压升高的材料，才能成为具有反常光生伏特效应的材料。根据梅兹的假设可知，下列三种材料能产生反常光生伏特效应：

1. 多晶材料，每一微晶可视为一光伏特电池；整个多晶的微晶电压串联起来的电压就可具有比它的能带隙宽高的电压。
2. 某些铁电材料能发展成铁电条状畴；每个畴也可视为一个光伏特电池，它们串起来也可获得较高的光生伏特电压。
3. 具有非中心对称结构的单晶可产生巨大的光生伏特电压。这种情况特别称为体光生伏特效应。

一个简单的系统，可以表现出大容量光伏效应的一个例子。还有每个晶胞两个电子的水平，以大能隙隔开，说为3eV。蓝色箭头表示辐射跃迁，即电子能吸收紫外线光子从A转到B，或者它可以发射的UV光子从B到去A的紫色箭头表示无辐射跃迁，即电子可以从乙到C上发射多声子，或者可以在C通过吸收多声子到B。当光线照耀下，电子会偶尔向右吸收一个光子，从A到但B到C移动，它几乎不会移动方向相反，C到B到A，因为从C到B的转换要求一个不大可能的大热扰动。因此，有一个净向右光电流。

参考资料

1. W.J.Merz, Phys.Acta 31.625(1958)