Fotovoltaiklar nurning atom darajasida elektr energiyasiga bevosita aylanishi hisoblanadi. Ba'zi materiallar fotonelektrik effekt deb nomlanadigan, ular nur fotonlarini so'rish va elektronlarni bo'shatishga sabab bo'lgan xususiyatni namoyish etadi. Birinchi fotovoltaik modul Bell Laboratories tomonidan 1954 yilda qurilgan.
Fotovoltaik ta'sir quyosh xujayralarida paydo bo'ladi. Quyoshli hujayralar ikkita turli xil yarimo'tkazgichlardan tashkil topgan - p-tipi va n-tipi - ular bir-biriga pn birikmasini hosil qilish uchun birlashtiriladi.
Ushbu ikki turdagi yarimo'tkazgichlarni birlashtirib, elektronlar birlashma hududida hosil bo'lib, elektronlar musbat p-tomonga o'tadi va teshiklari salbiy n-tomonga o'tadi. Bu maydon salbiy zaryadlangan zarralarning bir yo'nalishda harakatlanishiga va boshqa yo'nalishdagi zarralar bilan musbat zaryadlangan bo'lishiga olib keladi.
Nur fotonlardan tashkil topgan. Ushbu fotonlar fotovoltaik hujayra tomonidan so'rilishi mumkin - quyosh paneli yaratadigan hujayraning turi. Kerakli to'lqin uzunligining yorug'ligi bu kameralarga ta'sirlanganda, fotondan olingan energiya pn birikmasidagi yarimo'tkazgich materialining bir atomiga o'tkaziladi. Xususan, energiya materialdagi elektronlarga o'tkaziladi. Bu elektronlarning o'tkazuvchanlik tasmasi sifatida ma'lum bo'lgan yuqori energiyali holatga o'tishiga olib keladi. Bu elektron valentlik guruhidagi "teshik" orqasida qoldirib, elektrondan yuqoriga ko'tarildi. Qo'shimcha energiya natijasida elektronning bu harakati ikkita zaryadlovchi , elektron teshik juftini hosil qiladi.
Pn birikmasidan kelib chiqadigan elektr maydon tufayli elektronlar salbiy n-yonga o'tadi va ijobiy teshiklar p-tomonga o'tadi, shuning uchun fotovoltaik ta'sir bilan birga keladi.
