2つのシリコン層(ホウ素-P層・リン-ｎ層)の間には原子数の差があります。電子をn層を突き抜け、陽電気を帯びているp層へと放出させる電池に、太陽光が当たります。 放出された電子はダイオードによって陰電気を帯びたn層へ運動していきます。自由電子は引き寄せられ、電圧として導き出されます。 

光起電力効果は1839年エドモン・ ベクレルよって偶然発見されました。商業的に有意味なp-n接合の原理もまた偶然に見出されました。

1839年、19歳のベクレルは父の研究室で実験を開始し、世界初の太陽電池セルを作り上げます。ベクレルはこの初めての電池で研究を行い、光電流が太陽光線のもとで生じることを発見しました。

アルベルト・アインシュタインはこの物理的原理をチューリッヒ工科大学で解明し、これについて1922年、ノーベル賞を受賞しました。光起電力効果は同時にアインシュタインの量子論の基盤となります。