Photovoltaics er bein umbreyting ljóssins í raforku á atómvettvangi. Sum efni sýna eign sem þekkt er sem ljóseiginleikar sem veldur því að þeir gleypa ljósmyndir af ljósi og sleppa rafeindum. Fyrsta photovoltaic einingin var byggð af Bell Laboratories árið 1954.
The photovoltaic áhrif eiga sér stað í sól frumum. Þessir sól frumur eru samsett af tveimur mismunandi gerðum hálfleiðara - p-gerð og n-gerð - sem sameinast til að búa til pn mótum.
Með því að taka þátt í þessum tveimur tegundum hálfleiðara, myndast rafmagnsveldi á svæðinu þar sem rafeindir fara í jákvæða p-hliðina og holur fara í neikvæða n-hliðina. Þessi reitur veldur neikvætt hlaðnar agnir til að hreyfa sig í eina átt og jákvæðir hleðslur í annarri átt.
Ljósið samanstendur af ljóseitum. Þessar ljósmyndir geta frásogast af ljósvökva - gerð frumunnar sem samanstendur af sólarplötur. Þegar ljósi á viðeigandi bylgjulengd er til staðar á þessum frumum, er orka frá ljóseindinni fluttur í atóm hálfleiðandi efnisins í pn mótinu. Sérstaklega er orkan flutt til rafeindanna í efninu. Þetta veldur því að rafeindirnir stökkva á hærra orku ástand sem kallast leiðslusambandið. Þetta skilur eftir "holu" í valence hljómsveitinni sem rafeindin hoppaði upp úr. Þessi hreyfing rafeindarinnar vegna aukinnar orku skapar tvö hleðslutæki , rafeindahola par.
Vegna rafmagnssvæðisins sem er til staðar vegna pn-mótunarinnar, fara rafeindir í neikvæða n-hliðina og jákvæðu holurnar fara til p-hliðar því koma með ljósvirkni.