PN结太阳能电池的工作原理主要基于 半导体PN结的光生伏特效应。当太阳光或其他光照射到半导体的PN结时，光能在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发，从而产生电子-空穴对。这些电子-空穴对在PN结附近生成的载流子，在空间电荷的电场作用下被相互分离，电子向带正电的N区移动，空穴向带负电的P区移动。这种电荷分离导致在P区和N区之间产生一个向外的可测试电压，即光生电压。当外部使用电极连接P区和N区形成一个回路时，这些载流子就会在电势差的作用下移动，形成电流，实现光能向电能的转换。