1. Fotovoltaični učinek:
Osnova pretvorbe energije sončnih celic je fotonapetostni učinek polprevodniškega PN priključka. Ko se svetloba udari na polprevodniško fotonapetostno napravo, fotoni z energijo, ki je večja od silicijeve prepovedane pasovne širine, preidejo skozi antirefleksijski film v silicij, in fotogenerirani pari elektronov-lukenj so vzbujeni v regiji N, deplecijski regiji in P regija.
Območje izčrpavanja: Fotogenerirani elektroni - Pari lukenj se takoj ločijo z vgrajenim električnim poljem, potem ko so generirani v deplecijskem območju, fotogenerirani elektroni se pošljejo v območje N in fotogenerirane luknje se potisnejo v P območje. Glede na pogoj za izčrpanje je koncentracija nosilca na meji izločilne regije približno 0, to je p = n = 0.
V območju N: fotogenerirani elektroni - po nastanku para lukenj se fotogenerirana luknja razprši na mejo pn spoja. Ko doseže mejo PN stičišča, se takoj izpostavi vgrajenemu električnemu polju in ga električna sila vleče, da se premakne. Območje vstopa v območje P in fotogenerirani elektroni (večkratni sub-) ostanejo v območju N.
V P regiji: fotogenerirani elektroni (majhni otroci) najprej vstopijo v območje N zaradi difuzije in nato odnašanja zaradi odnašanja in fotogenerirane luknje (večkratne sub-) ostanejo v P regiji. Tako se na obeh straneh pn stičišča oblikuje kopičenje pozitivnih in negativnih nabojev, tako da N območje shrani odvečne elektrone, P regija pa ima presežne luknje. S tem se tvori foto-generirano električno polje z vgrajenim električnim poljem v nasprotni smeri.
1. Poleg delnega ukinjanja učinka pregradnega električnega polja tudi fotogenerirano električno polje naredi P območje pozitivno nabito, N območje negativno nabito in tanko plast med N območjem in P regijo generira elektromotorno silo, ki je fotovoltaični učinek. Ko je akumulator priključen na obremenitev, pretok toka iz obremenitve P-cone v N-območje in izhodna moč dobimo pri obremenitvi.
2. Če je PN križ na obeh koncih odprt, se lahko izmeri elektromotorna sila, ki se imenuje napetost odprtega tokokroga Uoc. Tipična napetost odprtega tokokroga za kristalne silicijeve celice je 0,5 do 0,6 V.
3. Če je zunanji tokokrog v kratkem stiku, je fotokontakt sorazmeren s svetlobo vpadne svetlobe, ki teče skozi zunanji tokokrog. Ta tok se imenuje tok toka Isc.
Dejavniki, ki vplivajo na fotosmerje:
1. Več parov elektron-lukenj, ki jih ustvari svetloba v sloju vmesnika, večji je tok.
2. Večja svetlobna energija, ki jo absorbira vmesna plast, večja je površina vmesnika, to je večja površina akumulatorja, večji je tok v sončni celici.
3. Območje N, območje izčrpavanja in območje P sončne celice lahko ustvarijo fotogenerirane nosilce;
4. Foto-generirani nosilci v vsaki coni morajo skozi rekombinacijsko cono skozi območje osiromašenja prispevati k fotosistemu. Zato mora dejanski foto-generiran tok upoštevati različne dejavnike, kot so generiranje in rekombinacija, difuzija in odnašanje v vsakem območju.