1.光起電力効果：
太陽電池エネルギー変換の基礎は、半導体ＰＮ接合の光起電力効果である。 半導体光起電力素子に光が入射すると、シリコン禁制帯幅以上のエネルギーを有する光子が反射防止膜を透過してシリコンに入り、光生成された電子 - 正孔対がＮ領域、空乏領域、及び光励起領域で励起される。 P領域
空乏領域：光生成電子 - それらが空乏領域で生成された後、正孔対は直ちに内蔵電界によって分離され、光生成電子はＮ領域に送られ、光生成正孔はＰ領域に押し込まれる。 空乏近似条件によれば、空乏領域の境界におけるキャリア濃度はほぼ０、すなわちｐ ＝ ｎ ＝ ０である。
Ｎ領域：光生成電子 - 正孔対が生成された後、光生成正孔はｐｎ接合の境界まで拡散する。 それがＰＮ接合の境界に達するとすぐにそれは内蔵電界を受け、それをドリフトさせるために電界力によって引きずられる。 その領域はＰ領域に入り、そして光生成電子（多重サブ）はＮ領域に残される。
Ｐ領域では、光生成電子（小さな子供）は、拡散のために最初にＮ領域に入り、次にドリフトのためにドリフトし、そして光生成された正孔（複数のサブ）がＰ領域に残る。 これにより、ｐｎ接合の両側に正負の電荷の蓄積が生じ、Ｎ領域に過剰の電子が蓄積され、Ｐ領域に過剰の正孔が形成される。 これにより、反対方向の電界が内在する光発生電界が形成される。
バリア電界の影響を部分的に相殺することに加えて、光生成電界はまた、Ｐ領域を正に帯電させ、Ｎ領域を負に帯電させ、そしてＮ領域とＰ領域との間の薄層は起電力を発生させる。これは光起電力効果です。 バッテリが負荷に接続されると、光電流はPゾーンの負荷からNゾーンに流れ、電力出力は負荷で得られます。
ＰＮ接合が両端で開いている場合、起電力を測定することができ、これは開路電圧Ｕ ＯＣと呼ばれる。 結晶シリコンセルの一般的な開路電圧は0.5〜0.6Vです。
3.外部回路が短絡していると、入射光エネルギーに比例した光電流が外部回路に流れます。 この電流は経路電流Ｉscと呼ばれる。
光電流に影響を与える要因：
界面層内の光によって生成される電子 - 正孔対が多いほど、電流が大きくなる。
界面層によって吸収される光エネルギーが多いほど、界面面積が大きくなる、すなわち電池面積が大きくなるほど、太陽電池に形成される電流が大きくなる。
太陽電池のＮゾーン、空乏ゾーンおよびＰゾーンは光生成キャリアを生成することができる。
各ゾーン内の光生成キャリアは、再結合の前に空乏ゾーンを通過して光電流に寄与しなければならない。 したがって、実際の光生成電流は、各ゾーンでの生成と再結合、拡散とドリフトなどのさまざまな要因を考慮する必要があります。