製作太陽能電池主要是以半導體材料爲基礎，其工作原理是利用光電材料吸收光能後發生光電於轉換反應。
太陽能電池的PN結處存在一個由N區指向P區的內電場。當陽光照射到太陽能電池表面時，小部分被反射，大部分穿過減反射膜進入硅電池，其中能量大於禁帶寬度的光子被硅吸收後，激發出光生載流子。在N區產生的光生空穴會向PN結擴散，進入PN結區後，即被內電場推向P區。在P區產生的光生電子先向PN結擴散，進入PN結區後，即被內電場推向N區。而在剛訂處斥肺儷鍍籌僧船吉結區產生的電子空穴對，則立即被內電場分別推向N區和P區。因此在被照射的太陽能電池中，N區積累了大量光生電子，而P區則積累了大量空穴，在PN結兩側出現了光生電動勢。若在兩電極間接上負載，則會有光生電流通過負載。太陽的光能就這樣直接變成了電能。
