半導体材料における電荷キャリアの移動度は、太陽電池の有用性にとって重要なパラメータである。 太陽電池に降り注ぐ光は自由電荷キャリアを生成し、電極上に電圧を発生させる。 材料中の電荷キャリアの移動度は、セル内の電流の流れを決定し、その結果、使用可能な出力に影響を与える。
太陽電池に使われる多結晶シリコンの移動度は、部品製造に必要な高純度シリコンの1,000～10,000分の1である。
半導体中の電荷キャリアの移動度は、ASTM F76-08規格に従ってホール効果を用いて測定することができる。 材料中の電荷キャリアの種類（電子または正孔）と密度、およびこれらの移動度は、抵抗測定によって決定することができます。 一定の磁場（DC）での測定は広く普及していますが、太陽電池技術、サーモエレクトロニクス、有機エレクトロニクスに関連するような移動度の低い材料の正確な測定には不向きです。
ホール効果と測定
エドウィン・ハーバート・ホールは、1879年に自身の名を冠したホール効果を発見した。 彼は、導体に流れる電流が外部磁場の影響を受けることを観察した。
通電（半）導体が磁場によって垂直に貫通されると、ローレンツ力によって電荷の移動方向に対して垂直に力成分が働くため、電荷キャリアは円軌道上に偏向される。 これにより、導体内に電流方向を横切る電荷キャリアの濃度勾配が生じる。 導体の片側では電子が不足し、反対側では電荷キャリアが蓄積する。 結果として生じる電圧はホール電圧UHと呼ばれる。 この電圧は、電流強度I、磁束密度B、試料の厚さd、および材料定数であるホール係数AHに依存する。
式1：
ホール係数が正の値であれば、それは「ホール導体」（p型）であり、ほとんどの場合、負の値は電子導体（n型）を意味する。
式2と式3は、ホール係数AH、比抵抗ρ、電荷キャリア密度n、移動度μ（eは素電荷）のさらなる関係を示している。
式2：
式3：
実際の試験条件下では、測定されたホール電圧UHmはオフセット電圧成分UOと熱電電圧成分Uthの影響を受ける可能性があります。 電圧UOと Uthの破壊的な影響を排除するために、特別な方法が開発されました。 熱電電圧は、電流の向きを変え、絶対値を平均化することで除去できます。 オフセット電圧は試料の形状に起因します。これは磁場方向に依存しないため、磁場を反転させることで補正できます。
直流法では電荷キャリアの種類を正しく判定できないことが多く、低移動度材料の移動度については不正確な結果となるため、交流磁場または交流電流を代わりに使用することができる。 これは、ホール電圧が交流電圧になる一方で、直流電圧成分UOと Uthを抑制できるからである。 小さなホール電圧を測定し、電荷キャリアの移動度が低い材料を特徴付けることができるため、特に光起電力材料を交流法で評価することができる。
