1. Fotovoltaický efekt:
Základem konverze energie solárních článků je fotovoltaický efekt PN křižovatky polovodičů. Když světlo dopadá na polovodičové fotovoltaické zařízení, fotony s energií větší než šířka pásma zakázaného křemíku procházejí přes antireflexní film do křemíku a fotogenerované dvojice elektronových děr jsou excitační v oblasti N, oblasti deplece a P regionu.
Zóna vyčerpání: fotogenerované elektrony - dvojice otvorů jsou okamžitě oddělena vestavěným elektrickým polem po generování v oblasti vyčerpání, fotogenerované elektrony jsou posílány do oblasti N a fotogenerované otvory jsou tlačeny do oblasti P. Podle stavu aproximace vyčerpání je koncentrace nosiče na hranici oblasti vyčerpání přibližně 0, to znamená p = n = 0.
V oblasti N: fotogenerované elektrony - po generování dvojice otvorů, fotogenerovaný otvor difunduje k hranici pn spojení. Jakmile dosáhne hranice propojení PN, okamžitě se podrobí vestavěnému elektrickému poli a je přitahován silou elektrického pole, aby se změnil. Tato oblast vstupuje do oblasti P a fotogenerované elektrony (více sub-) jsou ponechány v oblasti N.
V oblasti P: fotogenerované elektrony (malé děti) vstupují nejprve do oblasti N z důvodu difuze a následného driftu kvůli driftu a fotogenerované otvory (více sub-) zůstávají v oblasti P. Tak se na obou stranách spojení pn vytváří akumulace kladných a záporných nábojů, takže N oblast uchovává nadbytečné elektrony a oblast P má nadbytečné otvory. Tím vzniká fotovoltaické elektrické pole se zabudovaným elektrickým polem v opačném směru.
1. Kromě částečného potlačení vlivu elektrického pole bariéry vytváří fotogenerované elektrické pole také kladně nabitou oblast P, oblast N negativně nabitá a tenká vrstva mezi oblastí N a oblastí P vytváří elektromotorickou sílu, což je fotovoltaický efekt. Když je akumulátor připojen k zátěži, proudění proudí z P-zóny do zóny N a výkon je dosažen v zátěži.
2. Pokud je PN spojka otevřená na obou koncích, může se měřit elektromotorická síla, která se nazývá napěťové napětí Uoc. Typické napětí v otevřeném obvodu pro krystalické křemíkové články je 0,5 až 0,6V.
3. Pokud je vnější obvod zkratován, protéká fotočlánkem úměrným dopadajícímu světelnému proudu vnějším obvodem. Tento proud se nazývá dráhový proud Isc.
Faktory ovlivňující fotokurérii:
1. Čím více párů elektronů a děr vytváří světlo ve vrstvě rozhraní, tím větší je proud.
2. Čím více energie světla absorbuje rozhraní, tím větší je plocha rozhraní, tím větší je plocha baterie, tím větší je proud v solárních článcích.
3. Zóna N, zóna vyčerpání a zóna P solárních článků mohou generovat fotogenerované nosiče;
4. Foto-generované nosiče v každé zóně musí před rekombinací procházet zónou vyčerpání, aby přispěly k fotovoltaickému proudění. Proto skutečný fotograficky generovaný proud musí vzít v úvahu různé faktory, jako je generování a rekombinace, difúze a drift v každé zóně.