光伏太陽能電池的原材料主要是硅。Si的外層有4個電子。當Si不含其他雜質時，Si外層的4個電子與周圍的Si電子形成4對共價鍵，所以沒有自由電子。

P的外層有5個電子。當Si摻雜P時，每個P原子周圍都會多出一個自由電子。這種半導體稱為N型半導體。B的外層有3個電子。當Si摻雜B時，每個硼原子周圍都會形成一個空穴。這種半導體稱為P型半導體。

當P型半導體與N型半導體結合時，N型半導體中的自由電子會擴散到P型半導體中。因此，在中間耗盡層，N型半導體失去電子帶正電，P型半導體獲得電子帶。負電形成內(nèi)置電場。

當陽光照射到光伏電池時，光子被激發(fā)以產(chǎn)生電子。電子在內(nèi)置電場的電場力的作用下移動到N區(qū)，形成電位差。因此，連接外電路后，電子會從外電路返回到P區(qū)，形成電流。這就是光伏電池的發(fā)電原理。