这项巧妙的技术利用了光伏效应，这是一种物理现象，太阳光子撞击半导体表面，导致电子释放并产生可利用的电流。

光伏效应是物理学的基本现象，是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料（例如太阳能电池中使用的硅）的表面时，就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时，它们将其能量转移到半导体结构中的电子。

光子的能量激发电子，从而将它们从原子轨道上解放出来。然后这些释放的电子获得动能并在材料中移动。正是这种电子运动产生了电流。然而，在激发态下，电子倾向于与材料中的空穴（缺失电子留下的间隙）重新结合，这可能会抵消光伏效应。

为了避免这种不必要的复合，光伏电池被设计成产生PN结。在典型的太阳能电池中，半导体材料的顶层掺杂有具有过量电子的原子（n型），而底层则掺杂有过量空穴的原子（p型）。这种配置产生一个电场，将释放的电子引导到n型层，将空穴引导到p型层。

结果，光伏效应释放的电子被收集在光伏电池的n型表面上，而空穴被收集在p型表面上。这种电荷分离在两层之间产生电势，从而在阳光照射到电池时产生恒定的电流。然后，该电流可以用作为电器供电的电源，或存储在电池中以备后用。在导带的激发态下，这些电子可以自由地穿过材料，正是电子的这种运动在细胞中产生电流。

这些电池由单个硅晶体制成，这使它们具有均匀的结构和高效率。
独特的晶体取向可以更好地捕获太阳光子，从而提高效率。
然而，制造过程更复杂，导致更高的生产成本。

这些电池由包含多个晶体的硅块制成，比单晶更容易生产，成本更低。
晶体之间的边界可能会略微降低效率，但随着时间的推移，技术进步已经提高了它们的性能。
它们在成本、效率和可持续性之间提供了良好的平衡。

这些电池是通过将一层薄薄的半导体材料直接沉积到基板上（例如玻璃或金属）制成的。
它们比硅电池更轻、更灵活，可以集成到各种应用中，例如软太阳能屋顶。
效率通常低于硅电池，但技术进步旨在提高其效率。

这些电池结合了不同的半导体材料层，形成异质结界面。
该界面促进了有效的电荷分离，并减少了由于电子和空穴复合引起的损耗。
HIT电池在高温下具有良好的产量和更好的性能。

钙钛矿基电池相对较新，由于其易于制造和高效率潜力而引起了极大的兴趣。
钙钛矿材料可以从液体溶液中沉积，为更便宜的制造工艺打开了大门。
然而，各种条件下的长期可持续性和稳定性仍然是挑战。大多数商业光伏电池是单结的，但也开发了多结光伏电池，以更高的成本实现更高的效率。

单晶：这些电池由单个硅晶体制成，由于其均匀的结构而提供高效率。然而，它们的制造过程复杂且昂贵。
多晶：这些电池由几种硅晶体制成，比单晶电池生产起来更实惠。然而，由于晶体之间的边界，它们的有效性略低。

碲化镉（CdTe）：这些细胞使用碲化镉作为半导体材料。它们生产成本低廉，通常用于大规模应用。然而，镉是有毒的，这引起了环境问题。
铜铟镓硒化物（CIGS）：这些电池由铜，铟，镓和硒层组成。它们效率高，可以在柔性表面上制造，使其适用于某些特殊应用。

这些电池使用有机聚合物或碳基材料将光转化为电能。它们通常轻巧而灵活，但它们的有效性通常低于其他细胞类型。

钙钛矿电池相对较新，但由于其高效率潜力和潜在的降低生产成本而引起了极大的兴趣。他们使用一种称为钙钛矿的晶体材料来捕获光线。