Бұл керемет технология фотоэлектрлік эффектіні, күн фотондары жартылай өткізгіштің бетіне соғылған физикалық құбылысты пайдаланады, соның нәтижесінде электрондардың бөлінуі және эксплуатациялық электр тогының генерациясы пайда болады.

Фотоэлектрлік эффекті - фотоэлектрлік жасушалардың жұмыс істеуінің негізі болып табылатын физиканың іргелі құбылысы. Ол жарық, фотондар түрінде күн жасушаларында қолданылатын кремний сияқты жартылай өткізгіш материалдың бетіне соғылғанда пайда болады. Фотондар материалмен әрекеттескенде, олардың энергиясын жартылай өткізгіш құрылымындағы электрондарға ауыстырып береді.

Фотондардың энергиясы электрондарды қоздырып, оларды атом орбиталарынан босатады. Бұл бөлінетін электрондар кейін кинетикалық энергия алып, материал арқылы қозғалады. Дәл осы электрондардың қозғалысы электр тогын тудырады. Алайда олардың қоздырылған күйінде электрондар, әдетте, материалдағы саңылаулармен (жетіспейтін электрондар қалдырған саңылаулармен) рекомбинацияға ұшырайды, бұл фотоэлектрлік әсерді алып тастауы мүмкін.

Бұл қажетсіз рекомбинацияны болдырмау үшін фотоэлектрлік жасушалар PN түйіскен жерді жасауға арналған. Әдеттегі күн жасушасында жартылай өткізгіш материалдың жоғарғы қабаты артық электрондары бар атомдармен (n типті) допингке ұшырайды, бұл кезде төменгі қабаты артық саңылаулары бар атомдармен (p-тип) допингке ұшырайды. Бұл конфигурация бөлінетін электрондарды n типті қабатқа және саңылауларды р типті қабатқа бағыттайтын электр өрісін жасайды.

Соның салдарынан фотоэлектрлік эффектімен бөлінетін электрондар фотоэлектрлік жасушаның n типті бетіне жиналады, бұл кезде тесіктер р типті бетке жиналады. Зарядтардың мұндай бөлінуі екі қабаттың арасында электр потенциал туғызады, осылайша күн сәулесі жасушаға тиген кезде тұрақты электр тогын тудырады. Бұл ток кейіннен электр аспаптарын қоректендіру үшін электр энергиясының көзі ретінде пайдаланылуы немесе аккумулятор батареяларында кейінірек пайдалану үшін сақталуы мүмкін. Олардың өткізгіштік жолақтағы қоздырылған күйінде бұл электрондар материал арқылы еркін қозғалады да, дәл осы электрон қозғалысы жасушада электр тогын туғызады.

Бұл жасушалар біртұтас кремний кристалынан жасалады, бұл оларға біркелкі құрылым мен жоғары тиімділік береді.
Бірегей кристалдық бағдар күн фотондарын жақсы түсіруге мүмкіндік береді, соның нәтижесінде жоғары тиімділік пайда болады.
Алайда, өндiрiстiк процесс неғұрлым күрделi, соның нәтижесiнде өндiрiстiк шығындар неғұрлым жоғары болады.

Бірнеше кристалдардан тұратын кремний блоктарынан жасалған бұл жасушаларды монокристаллиндерге қарағанда өндіру жеңілірек әрі арзанырақ.
Кристалдар арасындағы шекаралар тиімділікті біршама төмендетуі мүмкін, бірақ техникалық жетістіктер уақыт өте келе олардың өнімділігін жақсартты.
Олар өзіндік құн, тиімділік және тұрақтылық арасында жақсы тепе-теңдікті ұсынады.

Бұл жасушалар жартылай өткізгіш материалдың жұқа қабатын шыны немесе металл сияқты тікелей субстратқа салу арқылы жасалады.
Олар кремний жасушаларына қарағанда жеңілірек әрі икемді, бұл олардың жұмсақ күн шатырлары сияқты түрлі қосымшаларға бірігуіне мүмкіндік береді.
Тиімділік, әдетте, кремний жасушаларына қарағанда төмен, бірақ технологиялық жетістіктер олардың тиімділігін арттыруға бағытталған.

Бұл жасушалар жартылай өткізгіш материалдардың әр түрлі қабаттарын біріктіреді, гетерожункциялық интерфейс жасайды.
Интерфейс зарядтың тиімді бөлінуіне ықпал етеді және электрон мен тесіктердің рекомбинациясы салдарынан шығынды азайтады.
HIT жасушалары жақсы өнімділікке және жоғары температурада жақсы өнімділікке ие.

Перовскит негізіндегі жасушалар салыстырмалы түрде жаңа және олардың дайындалу жеңілдігіне және тиімділігі жоғары әлеуетіне байланысты үлкен қызығушылық тудырды.
Перовскит материалдарын арзан өндірістік процестерге есік ашып, сұйық ерітінділерден сақтауға беруге болады.
Алайда әр түрлі жағдайларда ұзақ мерзімді тұрақтылық пен тұрақтылық сын-тегеуріндер болып қалуда. Коммерциялық ПВ жасушаларының көпшілігі бір түйіскен, бірақ көп түйіскен ПВ жасушалары да неғұрлым қымбат бағамен неғұрлым жоғары тиімділікке қол жеткізу үшін жасалған.

Монокристаллин : Бір кремний кристалынан жасалған бұл жасушалар өздерінің біртекті құрылымына байланысты жоғары тиімділік ұсынады. Алайда олардың өндірістік процесі күрделі әрі қымбат.
Поликристаллин : Бірнеше кремний кристалдарынан жасалған бұл жасушалар монокристаллиндерге қарағанда өндіруге қолжетімдірек. Алайда кристалдар арасындағы шекараға байланысты олардың тиімділігі біршама төмен болады.

Cadmium Telluride (CdTe) : Бұл жасушалар жартылай өткізгіш материал ретінде кадмий теллуридін пайдаланады. Олар шығаруға қол жетімді және ауқымды қосымшаларда жиі қолданылады. Алайда кадмий уытты, бұл экологиялық алаңдаушылық тудырады.
Мыс Indium Gallium Selenide (CIGS) : Бұл жасушалар мыс, индиум, галлий және селен қабаттардан құралған. Олар жоғары тиімділікті ұсынады және оларды белгілі бір арнайы қосымшаларға жарамды ете отырып, иілгіш беттерде дайындауға болады.

Бұл жасушалар жарықты электр энергиясына айналдыру үшін органикалық полимерлерді немесе көміртек негізіндегі материалдарды пайдаланады. Олар әдетте жеңіл әрі икемді, бірақ олардың тиімділігі көбінесе жасушаның басқа түрлеріне қарағанда төмен болады.

Перовскит жасушалары салыстырмалы түрде жаңа, бірақ олардың жоғары тиімділік әлеуетіне және өндіріс құнының ықтимал төмендеуіне байланысты үлкен қызығушылық тудырады. Олар жарық түсіру үшін перовскит деп аталатын кристалды материалды пайдаланады.