光伏效應在19世紀即被發(fā)現(xiàn)，早期用來制造硒光電池，直到晶體管發(fā)明后半導體特性及相關(guān)技術(shù)才逐漸成熟，使太陽光電池的制造變?yōu)榭赡?。因素太陽光電池之所以能將光能轉(zhuǎn)換成電能主要有兩個因素：1、光導效應(photoconductive effect)；2、內(nèi)部電場；N型半導體中自由電子濃度較高，因此自由電子由N型半體向P型半導體擴散，同樣的空穴會由P型半導體向N型半導體擴散。因此在選取太陽能電池的材料時，必須要考慮到材料的光導效應及如何產(chǎn)生內(nèi)部電場。原理概述被攝景物通過攝像機的光學系統(tǒng)在光電靶上成像，由于光像各點亮度不同，因而使靶面各單元受光照的強度不同

稱之為光生電子空穴對(light-generatedelectron-holepairs)。電子空穴對的數(shù)目越多導電的效果也越好，因為光使得導電效果變好的現(xiàn)象稱之為光導效應(photoconductiveeffect)。自由電子與空穴的多寡對電氣特性有很大的影響，越多的自由電子與空穴可以使導電性增加，同時也可以使輸出電流增加，因此可以推測陽光越強時生成的自由電子與空穴越多，則輸出電流也越大。然而如果只是單純的產(chǎn)生自由電子與空穴，將會因為摩擦及碰撞等因素失去能量，后自由電子會與空穴復合而無法利用。光電陰極受強光照射后，由于發(fā)射電子的速率很高，光電陰極內(nèi)部來不及重新補充電子，因此使光電倍增管的靈敏度下降。

擴散的結(jié)果使得接面附近的N型半導體失去電子得到空穴而帶正電，P型半導體失去空穴得到電子而帶負電。因為電荷密度不均因此在接面附近產(chǎn)生電場，如果有自由電子或空穴在電場內(nèi)產(chǎn)生，則會因為受到電場的作用而移動，自由電子向N型半導體移動，而電洞向P型半導體移動，因此這個區(qū)域缺乏自由電子或空穴而稱之為空乏區(qū)。應用隨著傳統(tǒng)燃料能源的減少以及對環(huán)境造成的危害也越來越嚴重,能源問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸，越來越多的國家制定了大力發(fā)展太陽能的計劃。當光照射在空乏區(qū)內(nèi)將硅原子的電子激發(fā)產(chǎn)生光生電子與空穴對，電子與空穴對會因為電場作用而使電池內(nèi)的電荷往兩端集中，此時只要外加電路將兩端連接即可利用電池內(nèi)的電力

光電控制器件----用作光電開關(guān)等光電控制設備的轉(zhuǎn)換器件。三、半導體發(fā)光器件半導體發(fā)光器件是一種將電能轉(zhuǎn)換成光能的器件。它包括發(fā)光二極管、紅外光源、半導體發(fā)光數(shù)字管等。1、發(fā)光二極管發(fā)光二極管的管芯也是一個PN結(jié),并具有單向?qū)щ娦?。PN結(jié)加上正向電壓時,電子由N區(qū)渡越(擴散)到空間電荷區(qū)與空穴復合而釋放出能量。這些能量大部分以發(fā)光的形式出現(xiàn)，因此，可以直接將電能轉(zhuǎn)換成光能。主要用于下述幾個方面：能源----硅光電池串聯(lián)或并聯(lián)組成電池組與鎳鎘電池配合、可作為人造成衛(wèi)1星、宇宙飛船、航標燈、無人氣象站等設備的電源。