1. Fotogalvaaniline efekt:
Päikesepatarei energia muundamise aluseks on pooljuhtide PN ristmiku fotogalvaaniline efekt. Kui pooljuhtide fotogalvaanilisel seadmel tekib valgus, siis fotonid, mille energia on suurem kui räni keelatud ribalaius, läbivad peegeldumisvastast kilet räni, ja fotogeneraatorite elektron-auk paarid on põnevil N piirkonnas, ammendumispiirkonnas ja P piirkond.
Kulumisvöönd: fotogenereeritud elektronid - aukude paarid eraldatakse kohe sisseehitatud elektriväljaga pärast seda, kui need on ammendumispiirkonnas loodud, fotogenereeritud elektronid saadetakse N-regioonile ja fotogenereeritud auke lükatakse P-piirkonda. Vastavalt ammendumise ligikaudsele olukorrale on kandja kontsentratsioon ammendumispiirkonna piiril ligikaudu 0, st p = n = 0.
N regioonis: fotogenereeritud elektronid - pärast aukude paari genereerimist hajub fotogenereeritud auk pn ristmiku piirile. Kui see jõuab PN-ristmiku piirini, allutatakse see kohe sisseehitatud elektriväljale ja seda tõmmatakse elektrivälja jõuga, et see muutuks. Piirkond siseneb P-piirkonda ja fotogenereeritud elektronid (mitu alam-) jäävad N-piirkonda.
P regioonis: fotogeneraatorid (väikesed lapsed) sisenevad difusiooni tõttu esimest korda N-piirkonda ja seejärel triivi tõttu ja fotogenereeritud aukud (mitu alam-) P-piirkonnas. Seega moodustub positiivsete ja negatiivsete laengute kogunemine pn-ristmiku mõlemale küljele nii, et N-piirkond salvestab liigsed elektronid ja P-piirkonnas on liigsed augud. Sellega tekib foto genereeritud elektrivälja, millel on vastupidises suunas sisseehitatud elektrivälja.
1. Lisaks barjäärelektrivälja mõju osalisele tühistamisele muudab fotogeneraatorne elektrivälja P-piirkonna positiivselt laetud, N-piirkond negatiivselt laetud ja õhuke kiht N-piirkonna ja P-piirkonna vahel tekitab elektromotoorjõu, mis on fotogalvaaniline efekt. Kui aku on koormusega ühendatud, voolab fotovool P-tsooni koormusest N-tsooni ja võimsus saadakse koormusest.
2. Kui PN ristmik on mõlemas otsas avatud, saab mõõta elektromotoorjõudu, mida nimetatakse avatud ahela pingeks Uoc. Kristallilise räni rakkude tüüpiline avatud ahela pinge on 0,5 kuni 0,6 V.
3. Kui välisahel on lühis, siis välise vooluahela kaudu voolab valgusvoog proportsionaalselt valguse energiaga. Seda voolu nimetatakse tee praeguseks ISC.
Fotovoolu mõjutavad tegurid:
1. Mida rohkem elektrivoolu paari tekitab liidesekihi valgus, seda suurem on vool.
2. Mida rohkem liidese kihti neeldub valgusenergia, seda suurem on liidese ala, seda suurem on aku pindala, seda suurem on päikesepatarei moodustuv vool.
3. Päikesepatarei N-tsoon, tühjenemise tsoon ja P-tsoon võivad tekitada fotogenereeritud kandjaid;
4. Fotogeneraatorile kaasa aitamiseks peavad igas tsoonis tekkinud kandjad läbima tühjenemise tsooni enne rekombinatsiooni. Seega peab tegelik fototoode võtma arvesse erinevaid tegureid, nagu genereerimine ja rekombinatsioon, difusioon ja triiv igas piirkonnas.