1. Fotovoltaisk effekt:
Grunden för solcellsomvandling är den fotovoltaiska effekten av halvledar PN-klyftan. När ljus inträffar på den halvledande fotovoltaiska anordningen, har fotoner som har energi som är större än den kiselförbjudna bandbredden passera genom reflektionsfilmen i kisel och fotogenererade elektronhålpar upphetsas i N-regionen, utarmningsområdet och P-regionen.
Deponeringszon: Fotogenererade elektroner - Hålparen separeras omedelbart av det inbyggda elektriska fältet efter att de har genererats i utarmningsområdet, de fotogenererade elektronerna skickas till N-regionen och de fotogenererade hålen skjuts in i P-regionen. Enligt utarmningsnedsättningstillståndet är bärarkoncentrationen vid gränsen för utarmningsområdet ungefär 0, det vill säga p = n = O.
I N-regionen: fotogenererade elektroner - efter att håparet har genererats, diffunderar det fotogenererade hålet till gränsen för pn-korsningen. När den når gränsen för PN-korsningen utsätts den omedelbart för det inbyggda elektriska fältet och släpas av den elektriska fältstyrkan för att den ska drivas. Området går in i P-området, och de fotogenererade elektronerna (flera del-) lämnas i N-området.
I P-regionen: De fotogenererade elektronerna (små barn) kommer först in i N-regionen på grund av diffusion, och drivs sedan på grund av drift, och fotogenererade hål (flera del-) förblir i P-regionen. Således bildas en ackumulering av positiva och negativa laddningar på båda sidor av pn-övergången, så att N-regionen lagrar överskott av elektroner och P-regionen har överskott av hål. Därigenom bildas ett fotogenerat elektriskt fält med ett inbyggt elektriskt fält i motsatt riktning.
1. Förutom att delvis avbryta effekten av barriärelektriskt fält gör det fotogenererade elektriska fältet också P-regionen positivt laddad, N-regionen negativt laddad och det tunna skiktet mellan N-regionen och P-regionen alstrar en elektromotorisk kraft, vilken är den fotovoltaiska effekten. När batteriet är anslutet till en belastning, strömmar fotokretsen från P-zonen till N-zonen och effekten erhålls i lasten.
2. Om PN-korsningen är öppen i båda ändar kan den elektromotoriska kraften mätas, som kallas den öppna kretsspänningen Uoc. Den typiska öppna kretsspänningen för kristallina kiselceller är 0,5 till 0,6V.
3. Om den externa kretsen är kortsluten, flödes en fotokurrent som är proportionell mot den infallande ljusenergin genom den externa kretsen. Den här strömmen kallas den aktuella strömmen Isc.
Faktorer som påverkar fotocurrent:
1. Ju fler elektronhålpar som genereras av ljuset i gränssnittsskiktet desto större är strömmen.
2. Ju mer ljusenergi som absorberas av gränssnittsskiktet, desto större gränssnittsarea, dvs desto större batteriet är desto större är strömmen bildad i solcellen.
3. N-zonen, uttömningszonen och solens P-zon kan generera fotogenererade bärare;
4. De fotogenererade bärarna i varje zon måste passera genom uttömningszonen före rekombination för att bidra till fotokurrenten. Därför måste den faktiska fotogenererade strömmen ta hänsyn till olika faktorer som generering och rekombination, diffusion och drift i varje zon.