太阳能电池中再次发生光伏能量切换，将热能转化成为电能有两个适当的条件。其一，光源的太阳光，电池吸取光，从而产生电子-空穴对；其二，由半导体的器件结构将电子-空穴对分离，并使电子流向负极、空穴流向负极，从而产生电流。
以上两点的再次发生，可以称为光生伏打效应。 具体来说。
首先，我们告诉，物质都是由原子构成的，原子由原子核和环绕原子核转动的电子构成。半导体材料正处于稳定状态时，原子核和核外电子紧密结合。当有外界鼓舞，例如光照射器件上时，能量小于硅禁带宽度的光子转入硅中后，不会在P区、N区以及耗尽层（空间结构上等同于空间电荷区）中唤起出光生电子-空穴对。
通俗来讲，就是原子核和电子的结合力因光的性刺激而减少，电子挣脱了原子核的束缚，沦为自由电子。如下图： 接下来，我们分析这三个区域产生电子-空穴对后，分别不会有什么样的变化。 以下图为事例： 耗尽层：当电子-空穴对在耗尽层中产生后，由N区指向P区的内建电场不会立刻把光生电子送向N区，将光生空穴推上P区。
N区:当电子-空穴对在N区中产生后，以N区和PN拢的交界面来看，由于内辟电场的原因，交界面左侧空穴浓度较低，于是N区的光生空穴之后向PN结边界蔓延，一旦超过PN结边界，又不会受到内辟电场的起到，在电场力的机车下做到飘移运动，跨过耗尽层转入P区。而光生电子则回到了N区。
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