Pin mặt trời là thiết bị sử dụng hiệu ứng quang điện của vật liệu bán dẫn để chuyển quang năng thành điện năng. Quá trình cơ bản của hiệu ứng quang điện: Giả sử chiếu ánh sáng vào pin mặt trời và nhận ánh sáng ở lớp phân cách, các phôtôn có năng lượng đủ lớn có thể kích thích các êlectron từ liên kết cộng hóa trị trong silic loại P và silic loại N, làm cho các êlectron được tạo ra -Hollow cặp. Trước khi tái tổ hợp, các electron và lỗ trống tiếp giáp với lớp phân cách sẽ bị tách ra khỏi nhau bởi điện trường của các điện tích không gian. Điện tích qua lớp giao diện sẽ tạo thành điện áp có thể kiểm tra ra bên ngoài giữa khu vực P và khu vực N. Tại thời điểm này, các điện cực có thể được thêm vào cả hai mặt của tấm silicon và kết nối với một vôn kế. Đối với pin mặt trời silicon tinh thể, giá trị điển hình của hiệu điện thế mạch hở là 0,5 đến 0,6V. Càng nhiều cặp electron - lỗ trống do ánh sáng tạo ra trên lớp phân cách thì dòng điện càng lớn. Càng nhiều năng lượng ánh sáng mà lớp giao diện nhận được, lớp giao diện càng lớn, nghĩa là, diện tích tế bào càng lớn và dòng điện hình thành trong pin mặt trời càng lớn.