Koska globaalit energialähteet tulevat yhä kireämmiksi, aurinkoenergiaa kutsutaan uudeksi energiakehitykseksi, ja käytämme elämässämme enemmän aurinkokennoja. Aurinkokenno perustuu puolijohdemateriaaleihin. Kun valosähköinen materiaali absorboi valoa ja valosähköistä muuntumista tapahtuu, niin että se tuottaa virtaa, mikä on aurinkokennon toimintaperiaate? Aurinkokenno on laite, joka muuntaa valon energian suoraan sähköenergiaksi valosähköisen vaikutuksen tai valokemiallisen vaikutuksen avulla. Kun aurinko paistaa puolijohteelle, osa siitä heijastuu pinnasta ja loput puolijohde imee tai siirtää. Osa absorboituneesta valosta muuttuu tietenkin lämpöksi, kun taas muut fotonit törmäävät puolijohdetta muodostaviin valenssielektroneihin, jolloin syntyy elektroni-reikäpareja. Tällä tavoin valoenergia muunnetaan sähköenergiaksi elektroni-reikäpareina.
Aurinkokennojen fyysinen perusta
Kun auringonvalo valaisee pn-risteyksen, muodostetaan puolijohde-vapautuselektronien elektronit, jotka johtuvat valoenergian hankkimisesta, vastaavasti elektroni-reikäpareista, ja sähkön sähkökentän vaikutuksesta elektronit ajetaan kuvioaluetta kohti. Reiät ajetaan kohti P-tyyppistä aluetta, joten alueella on ylimäärin elektroneja ja P-alueella on ylimääräisiä reikiä. Täten muodostetaan sähköllä muodostettu sähkökenttä, joka on vastapäätä sähkön sähkökentän suuntaa pn-liitoksen läheisyydessä.
Jos puolijohdossa on pn-liitos, p-tyypin ja n-tyypin rajapintojen molemmille puolille muodostuu estävä sähkökenttä, joka voi ohjata elektroneja N-alueelle ja reikiä P-alueelle siten, että on ylimääräistä elektronit N-alueella ja P-alue on ylimääräinen. Aukko muodostaa generoivan sähköisen kentän valoa vastapäätä esteen sähkökentän suuntaa PN-liitoksen lähellä.
Aurinkokennojen valmistuksessa on yli tusinaa puolijohdemateriaalia, joten aurinkokennoja on useita. Tällä hetkellä kypsimmät ja kaupallisesti arvokkaimmat aurinkokennot ovat pii-aurinkokennoja. Alla on esimerkkinä pii-aurinkokennot, jotka esittävät yksityiskohtaisesti aurinkokennojen toimintaperiaatteen.