1. Hiệu ứng quang điện:
Cơ sở của chuyển đổi năng lượng pin mặt trời là hiệu ứng quang điện của tiếp giáp PN bán dẫn. Khi ánh sáng chiếu vào thiết bị quang điện bán dẫn, các photon có năng lượng lớn hơn chiều rộng dải cấm silicon đi qua màng chống phản xạ vào silicon và các cặp lỗ electron được quang hóa được kích thích ở vùng N, vùng suy giảm và Vùng P.
Vùng suy giảm: Các electron được tạo hình - Các cặp lỗ được tách ra ngay lập tức bởi điện trường tích hợp sau khi chúng được tạo ra ở vùng cạn kiệt, các electron được tạo hình được gửi đến vùng N và các lỗ được tạo ra được đẩy vào vùng P. Theo điều kiện gần đúng suy giảm, nồng độ chất mang tại ranh giới của vùng cạn kiệt xấp xỉ 0, nghĩa là p = n = 0.
Trong vùng N: các electron được tạo hình - sau khi cặp lỗ được tạo ra, lỗ được tạo ra sẽ khuếch tán đến ranh giới của tiếp giáp pn. Khi nó đến ranh giới của ngã ba PN, nó ngay lập tức phải chịu điện trường tích hợp và bị lực điện trường kéo lê để làm cho nó trôi đi. Khu vực đi vào khu vực P và các electron được tạo hình (nhiều phụ) được để lại trong khu vực N.
Ở vùng P: các electron được tạo hình (trẻ nhỏ) trước tiên vào vùng N vì khuếch tán, sau đó trôi dạt do trôi dạt và các lỗ trống được tạo hình (nhiều phụ) vẫn ở trong vùng P. Do đó, sự tích lũy của các điện tích dương và âm được hình thành ở cả hai phía của tiếp giáp pn, do đó vùng N lưu trữ các điện tử dư thừa và vùng P có các lỗ thừa. Do đó, một điện trường tạo ra hình ảnh có điện trường tích hợp theo hướng ngược lại được hình thành.
1. Ngoài việc hủy bỏ một phần hiệu ứng của điện trường rào cản, điện trường quang điện cũng làm cho vùng P tích điện dương, vùng N tích điện âm và lớp mỏng giữa vùng N và vùng P tạo ra lực điện động, đó là hiệu ứng quang điện. Khi pin được kết nối với một tải, dòng quang sẽ chảy từ tải vùng P đến vùng N và sản lượng điện được lấy trong tải.
2. Nếu tiếp giáp PN mở ở cả hai đầu, có thể đo được lực điện động, được gọi là điện áp mạch mở Uoc. Điện áp mạch mở điển hình cho các tế bào silicon tinh thể là 0,5 đến 0,6V.
3. Nếu mạch ngoài bị ngắn mạch, dòng quang tỷ lệ với năng lượng ánh sáng tới truyền qua mạch ngoài. Dòng điện này được gọi là đường dẫn hiện tại Isc.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quang điện:
1. Càng nhiều cặp lỗ electron được tạo ra bởi ánh sáng trong lớp giao diện, dòng điện càng lớn.
2. Năng lượng ánh sáng được hấp thụ bởi lớp giao diện càng nhiều, diện tích giao diện càng lớn, tức là diện tích pin càng lớn, dòng điện hình thành trong pin mặt trời càng lớn.
3. Vùng N, vùng cạn kiệt và vùng P của pin mặt trời có thể tạo ra các chất mang điện ảnh;
4. Các sóng mang được tạo ra trong mỗi vùng phải đi qua vùng cạn kiệt trước khi tái hợp để đóng góp vào dòng quang. Do đó, hiện tại tạo ra hình ảnh thực tế phải tính đến các yếu tố khác nhau như tạo và tái hợp, khuếch tán và trôi dạt trong mỗi khu vực.