光伏电池实际上是一个PN结,PN结在光照下产生电动势的现象称为光生伏特效应。当光照射到PN结上时,PN结受光激发而产生电子—空穴对,从而产生势垒电场,空穴在势垒电场的作用下向P区移动,而电子则向N区移动,这样就在PN结附近形成与势垒电场相反的光生电动势。光生电动势的一部分抵消势垒电场,另一部分使P区带正电,N区带负电,从而在P区与N区之间产生光生伏特效应。这就是光伏电池的最小单元。