1. Aurinkosähkövaikutus:
Aurinkokennojen energian muuntamisen perusta on puolijohde-PN-liitoksen aurinkosähkövaikutus. Kun puolijohde-aurinkosähkölaitteessa on valo, fotonit, joiden energia on suurempi kuin pii-kielletty kaistanleveys, kulkevat heijastuksenestokalvon läpi piin, ja fotogeneroidut elektroni-reikäparit ovat innoissaan N-alueella, tyhjennysalueella ja P-alue.
Purkautumisvyöhyke: Fotogeneroidut elektronit - Sisäänrakennetulla sähkökentällä erotetaan heti reikäparit sen jälkeen, kun ne on muodostettu tyhjennysalueelle, fotogeneroidut elektronit lähetetään N-alueelle ja fotogeneroidut reiät työnnetään P-alueelle. Purkauksen likiarvotilanteen mukaan kantaja-aineen pitoisuus tyhjennysalueen rajalla on noin 0, eli p = n = 0.
N-alueella: fotogeneroidut elektronit - reikäparin muodostamisen jälkeen fotogeneroitu reikä diffundoituu pn-liitoksen rajaan. Kun se saavuttaa PN-liitoksen rajan, se altistuu välittömästi sisäänrakennetulle sähkökentälle, ja sähkökenttävoima vetää sitä sen siirtämiseksi. Alue siirtyy P-alueelle, ja fotogeneroidut elektronit (monta ala- aluetta) jäävät N-alueelle.
P-alueella: fotogeneroidut elektronit (pienet lapset) pääsevät ensin N-alueelle diffuusion takia, ja sitten ajelehtiminen johtuu ajoituksesta ja fotogeneroidut reiät (moniosainen ala) P-alueella. Näin ollen positiivisten ja negatiivisten varausten kertyminen muodostuu pn-liitoksen molemmille puolille, niin että N-alue tallentaa ylimääräisiä elektroneja ja P-alueella on ylimääräisiä reikiä. Tällöin muodostetaan valokuvan muodostama sähkökenttä, jossa on sisäänrakennettu sähkökenttä vastakkaiseen suuntaan.
1. Sen lisäksi, että estetään sähköisen sähkökentän vaikutus osittain, fotogeneroitu sähkökenttä tekee myös P-alueen positiivisesti varautuneeksi, N-alue negatiivisesti varautuneeksi ja ohut kerros N-alueen ja P-alueen välille synnyttävät sähkömoottorivoiman, mikä on aurinkosähkövaikutus. Kun akku on kytketty kuormitukseen, valovirran virta kulkee P-vyöhykkeen kuormituksesta N-vyöhykkeelle ja teho saadaan kuormituksesta.
2. Jos PN-liitos on auki molemmista päistä, sähkömoottori voidaan mitata, jota kutsutaan avoimen piirin jännitteeksi Uoc. Tyypillinen avoimen piirin jännite kiteisille pii- soluille on 0,5 - 0,6 V.
3. Jos ulkoinen piiri on oikosulussa, ulkoisen piirin läpi kulkee valovirta, joka on verrannollinen tulevaan valoenergiaan. Tätä virtaa kutsutaan polun nykyiseksi Isc.
Valonvirtaukseen vaikuttavat tekijät:
1. Mitä enemmän elektroni-reikäpareja syntyy valon avulla rajapinnassa, sitä suurempi on virta.
2. Mitä enemmän liitäntäkerroksen absorboima valoenergia on, sitä suurempi on rajapinta-ala, eli mitä suurempi akun pinta-ala on, sitä suurempi on aurinkokennoon muodostunut virta.
3. Aurinkokennon N-vyöhyke, tyhjennysvyöhyke ja P-vyöhyke voivat tuottaa fotogeneraattoreita;
4. Jokaisessa vyöhykkeessä syntyvien valokuvien muodostamien kantojen on kuljettava tyhjennysvyöhykkeen läpi ennen rekombinaatiota, jotta ne voivat vaikuttaa valokennoon. Sen vuoksi todellisessa valokuvalla tuotetussa virrassa on otettava huomioon erilaiset tekijät, kuten tuotanto ja rekombinaatio, diffuusio ja drift kussakin vyöhykkeessä.