Ev teknolojîya zîrek, bandora fotovoltaîk îstîsmar dike, fenomeneka fîzîkî ya ku fotonên rojê li rûyê nîvkonduktorê xistîye û di encamê de elektron serbest bûne û nifş ekîba elektrîkê ya ku dikare were sûdmendkirin.

Bandora fotovoltaîk fenomeneke bingehîn a fîzîkê ye ku bingeha xebitandina hucreyên fotovoltaîk e. Dema ronahî, bi rengê fotonan li rûyê madeyeke nîvkonduktorê dikeve, wek silikona ku di hucreyên rojê de tê bikaranîn, derdikeve holê. Dema foton bi malzemeyê re dikevin têkiliyê, enerjiya xwe vediguhêzin elektronên di avahîya nîvkonduktor de.

Enerjiya fotonan elektronên ku wan ji orbitên wan ên atomî rizgar dike heyecan dike. Ev elektronên hatine berdan piştre enerjiya kînetîk bi dest dixe û di nav materyalê de derbas dibe. Ev tevgera elektronan e ku arasteya elektrîkê çêdike. Lêbelê, di halê xwe yê bi heyecan de, elektron an ji nû ve bi qulên (valahiyên ku elektronên windakirî ve hatine hiştin) di materyalê de, ku dikarin bandora fotovoltaîk betal bikin.

Ji bo ku ev ji nû ve kombînasyona ku nayê xwestin pêk neyê, hucreyên fotovoltaîk ji bo çêkirina pêvekeke PN hatine sêwirandin. Di şaneyeke tîpîk a rojê da, tebeqeya herî jor a madeya nîvkonduktor bi atomên ku elektronên zêde (n-tîp) hene, di heman demê de tebeqeya jêrîn bi atomên bi qulikên zêde (p-type) tê qefilandin. Ev vesazkirin qadeke elektrîkê diafirîne ku elektronên serbest hatine berdan ber bi tebeqeya n-tîpê û qulikên ber bi tebeqeya p-type ve rê ve dike.

Sonuç olarak fotovoltaik etkisinin çıkardığı elektronlar fotovoltaik hücrenin n tipi nin üzerine toplarken p tipi bir erzı üzerinde delik toplarken Ev veqetandina mesrefan di navbera her du tebeqeyan de potansiyeleke elektrîkê çêdike û bi vî rengî dema tîrêjên rojê li hucreyê dikeve, elektrîkeke timî derdixîne holê. Wê demê ev niha ji bo amûrên kehrebeyê wek çavkanîya elektrîkê tê bikaranîn an jî ji bo bikarînana paşê dikare di bataryayan de were depokirin. Di rewşa xwe ya kelecanî ya di banda konduktorê de, ev elektron di nav madeyê de serbest in û ev tevgera elektronê ye ku di hucreyê de şivikeke elektrîkê diafirîne.

Ev şane ji krîstaleke silikonê hatine çêkirin, ev jî avahîyeka yekalî û berhemdarîya bilind dide wan.
Oryantasyona krîstal ya bêhempa dihêle ku fotonên tavê baştir bên girtin û ev jî bi berhemdarîyeka bilind dihêle.
Lê belê, pêvajoya hilberînê bêhtir tevlîhev e û di encamê de lêçûnên hilberînê zêde dibin.

Ji blokên silîkon ên ku ji pir kristalan pêk dihên hatine çêkirin, ji hilberîna van hucreyan hêsantir û erzantir e ku ji yekkrîstalîtîyê dihên hilberandin.
Dibe ku sînorên di navbera krîstaldayê da berdarîyê hinekî kêm bike, lê pêşkeftinên teknîkî bi demê ra performansa xwe baştir kir.
Di navbera mesref, berhemdarî û mayîndebûnê da hevsengîyeka baş pêşkeş dikin.

Ev hucre, bi depokirina tebeqeyeke zirav a materyalên nîv konduktorê rasterast li ser substrateke wekî cam an jî metalê tên çêkirin.
Ew ji hucreyên sîlîkon siviktir û nermtir in û dihêlin ku wekî banên tavê yên nerm di sepanên cuda da bên entegrekirin.
Berhemdarî bi gelemperî ji ya hucreyên sîlîkonê kêmtir e, lê pêşkeftinên teknolojîk armanc dikin ku karîgerîya wan baştir bikin.

Ev şane tebeqeyên cuda yên materyalên nîv-konduktor bi hev ra dikin, navrûyeke heterojunctionê ava dikin.
Navrû, veqetandina şarja berhemdar bi pêş dixe û ji ber rekombînasyona elektron û qulikê xisarê kêm dike.
Hucreyên HIT'ê di germahîya bilind da xwedî berhemeke baş û performanseke baştir in.

Hucreyên bingehîn ên Perovskiteyê, ji ber hêsanîya hilberîn û potansîyela karîgerîya bilind, bi awayekî nisbî nû ne û rastî eleqeyeke mezin hatin.
Materyalên Perovskiteyê dikarin ji çareserîyên lîkîdê bên depokirin û derî li pêvajoyên hilberînê yên kêmbiha veke.
Lê belê, mayîndebûn û îstîkrara demdirêj a di nava şert û mercên cuda de, zehmetî dimîne. Piranîya hucreyên PV yên bazirganîyê yek-girêdan in, lê belê hucreyên PV yên pir-girêdanê jî ji bo ku bi maliyeteka bilind berhemdarîyên bilindtir bi dest bixin hatine pêşxistin.

Monocrystalline : Ji krîstaleke silikonê hatîye çêkirin, ev hucre ji ber avahîya homojen berhemdarîya bilind pêşkêş dikin. Lê belê, pêvajoya wan a hilberînê tevlihev û biha ye.
Polycrystalline : Ji gelek kristalên silikonê hatîye çêkirin, ji bo hilberîna van hucreyan ji ya yekkrîstalîyê erzantir e. Lê belê, ji ber sînorên di navbera krîstal de karîgerîya wan hinekî kêmtir e.

Kadmiyûm Telluride (CdTe) : Ev hucre, kadmiyûm tellurideyê wekî materyaleke nîvkonduktorê bi kar tînin. Ew ji bo hilberandinê guncaw in û gelek caran di sepanên mezin da dihên bikarînan. Lê belê kadmiyûm jehrî ye û ev yek jî fikarên hawirdorê zêde dike.
Copper Indium Gallium Selenide (CIGS) : Ev hucre ji tebeqeyên sifir, indiyûm, galyum û selenyum pêk tên. Ew berhemdarîyeka bilind pêşkêş dikin û li ser rûyên nerm dihên hilberandin û ji bo hin sepanên taybet guncaw dihên çêkirin.

Ev hucre ji bo ronahîyê veguherînin elektrîkê polîmerên organîk an jî madeyên karbon-based bi kar tînin. Ew bi gelemperî sivik û nerm in, lê bi gelemperî karîgerîya wan ji cureyên hucreyên din kêmtir e.

Hucreyên Perovskiteyê bi awayekî nisbî nû ne, lê ji ber potansiyela wan a karîgerîya bilind û mesrefa hilberînê ya potansîyel kêm bûye, eleqeyeke mezin dikişînin. Ji bo girtina ronahîyê materyaleka krîstal ya bi navê perovskiteyê bi kar diînin.