Les cellules solaires photosynthétiques sont des dispositifs qui réagissent à la lumière et convertissent l'énergie lumineuse en électricité. Il existe de nombreux types de matériaux pouvant générer des effets photovoltaïques, tels que le silicium monocristallin, le silicium polycristallin, le silicium amorphe, l'arséniure de gallium, le cuivre sélénium-indium, etc. Leur principe de production d'énergie est fondamentalement le même, et nous allons maintenant utiliser les cristaux comme matériau. exemple pour décrire le processus de production d’énergie photovoltaïque. Le silicium cristallin de type P peut être dopé avec du phosphore pour obtenir du silicium de type N, formant une jonction pN.
Lorsque la lumière brille sur la surface d’une cellule solaire, une partie des photons est absorbée par le matériau silicium ; L’énergie des photons est transférée aux atomes de silicium, provoquant la transition des électrons et leur transformation en électrons libres. Ils se rassemblent des deux côtés de la jonction pN, formant une différence de potentiel. Lorsqu'un circuit externe est connecté, sous l'action de cette tension, un courant circulera à travers le circuit externe pour générer une certaine puissance de sortie. L’essence de ce processus est la conversion de l’énergie photonique en énergie électrique.