光伏發(fā)電的主要原理是半導體的光電效應。光子照射到金屬上時，它的能量可以被金屬中某個電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬內(nèi)部引力做功，離開金屬表面逃逸出來，成為光電子。硅原子有4個外層電子，如果在純硅中摻入有5個外層電子的原子如磷原子，就成為N型半導體;若在純硅中摻入有3個外層電子的原子如硼原子，形成P型半導體。當P型和N型結(jié)合在一起時，接觸面就會形成電勢差，成為太陽能電池。當太陽光照射到P-N結(jié)后，空穴由P極區(qū)往N極區(qū)移動，電子由N極區(qū)向P極區(qū)移動，形成電流。

光電效應就是光照使不均勻半導體或半導體與金屬結(jié)合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。它首先是由光子（光波）轉(zhuǎn)化為電子、光能量轉(zhuǎn)化為電能量的過程;其次，是形成電壓過程。

如圖，正電荷表示硅原子，負電荷表示圍繞在硅原子旁邊的四個電子

當硅晶體中摻入硼時（如下圖），負電荷表示圍繞在硅原子旁邊的四個電子。而黃色的表示摻入的硼原子，因為硼原子周圍只有三個電子，所以就會產(chǎn)生入圖所示的藍色的空穴，這個空穴因為沒有電子而變得很不穩(wěn)定容易吸收電子而中和，形成P型半導體。

如上圖所示，正電荷表示硅原子，負電荷表示圍繞在硅原子旁邊的四個電子 。

摻入磷原子以后（如上圖），因為磷原子有五個電子，所以就會有一個電子變得非?；钴S，形成N型半導體。黃色代表摻入的磷原子，紅色代表多出來的電子。