सौर ऊर्जा के लिए लिथियम आयन बैटरी पैक

सौर सेल विद्युत उत्पादन का सिद्धांत मुख्य रूप से अर्धचालकों के फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव पर आधारित है। जब बोरॉन और फॉस्फोरस जैसी अशुद्धियों को सिलिकॉन क्रिस्टल में डाला जाता है, तो बोरॉन के जुड़ने से क्रिस्टल में एक रिक्ति पैदा हो जाती है। धनात्मक आवेश सिलिकॉन परमाणु का प्रतिनिधित्व करता है, जबकि ऋणात्मक आवेश इसके आसपास के चार इलेक्ट्रॉनों का प्रतिनिधित्व करता है।

चूँकि बोरॉन परमाणु के चारों ओर केवल तीन इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए एक रिक्ति पैदा हो जाती है। यह रिक्ति एक इलेक्ट्रॉन की कमी के कारण अस्थिर है और इसे निष्क्रिय करने के लिए इलेक्ट्रॉनों को आसानी से अवशोषित कर लेती है, जिससे एक P-प्रकार का अर्धचालक बनता है।

इसी प्रकार, जब फॉस्फोरस परमाणुओं को जोड़ा जाता है, तो एक इलेक्ट्रॉन अत्यधिक सक्रिय हो जाता है क्योंकि इसमें पाँच इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो एक N{0}} प्रकार का अर्धचालक बनाता है।

P-प्रकार के अर्धचालकों में अधिक रिक्तियाँ होती हैं, जबकि N-प्रकार के अर्धचालकों में अधिक इलेक्ट्रॉन होते हैं। नतीजतन, जब P-प्रकार और N-प्रकार के अर्धचालकों को संयोजित किया जाता है, तो इंटरफ़ेस पर एक संभावित अंतर बनता है, जिससे एक PN जंक्शन बनता है।

जब P-प्रकार और N-प्रकार के अर्धचालकों को संयोजित किया जाता है, तो दोनों अर्धचालकों के बीच इंटरफेस पर एक विशेष पतली परत बन जाती है। इंटरफ़ेस का P-प्रकार वाला भाग ऋणात्मक रूप से चार्ज होता है, जबकि N-प्रकार वाला भाग धनात्मक रूप से चार्ज होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि P-प्रकार के अर्धचालकों में अधिक छेद होते हैं, जबकि N-प्रकार के अर्धचालकों में अधिक मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप सांद्रता में अंतर होता है। एन क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन पी क्षेत्र में फैल जाते हैं, और पी क्षेत्र में छेद एन क्षेत्र में फैल जाते हैं। एक बार फैलने के बाद, एन क्षेत्र से पी क्षेत्र तक एक "आंतरिक विद्युत क्षेत्र" बनता है, जो आगे प्रसार को रोकता है। जब संतुलन हो जाता है, तो एक विशेष पतली परत बनती है, जो संभावित अंतर पैदा करती है, जो पीएन जंक्शन है।