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合的不同部位之間產生電位差的現象。它首先是由光子（光波）轉化為電子、光能量轉化為電能量的過程;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。