光电效应当电子从外界获得能量时将会跳到较高的能阶，获得的能量越多跳的能阶也越高，电子处在较高的能阶时并不稳定，很快就会把获得的能量释放回到原来的能阶。如果电子获得的能量够高就摆脱原子核的束缚成为自由电子，电子空出来的位置则称为空穴。自由电子可能会因为摩擦或碰撞等因素损失能量，***后受到空穴的吸引而复合。[4]太阳能电池材料选取光照射在物质上时，部份的光会被物质吸收，部份的光则经由反射或穿透等方式离开物质，选取太阳光电池材料的第1考量就是吸光效果要很好，如此才能使输出功率增加。例如，硅的***外层电子要成为自由电子需要吸收1.1ev的能量，当硅***外层电子吸收到的光能量超过1.1ev时将会产生自由电子及空穴通过PN结将太阳能转换为电能。太阳能电池对光电转换材料的要求是转换效率高、能制成大面积的器件，以便更好地吸收太阳光。已使用的光电转换材料以单晶硅、多晶硅和非晶硅为主。用单晶硅制作的太阳能电池，转换效率高达20%，但其成本高，主要用于空间技术。多晶硅薄片制成的太阳能电池，虽然光电转换效率不高（约10%），但价格低廉，已获得大量应用。入射光在基区激发出电子----空穴时，形成基极电流，而集电极电流是基极电流β倍，因此光照便能有效地控制集电极电流。此外，化合物半导体材料、非晶硅薄膜作为光电转换材料，也得到研究和应用。发光二极管的发光颜色(波长)，困半导体材料及掺杂成分不同而不同。常用的有黄、绿、红等颜色的发光二极管。发光二极管工作电压很低(15-3伏),工作电流很小(10-30毫安),耗电极省。可作灯光信号显示、快速光源,也呆同时起整流和发光两种作用。2、发光数字管把磷化发光管或磷化发光管的管芯制成条状,用七条发光管组成七段式数字显示管，可以显示从0到9的十个数字。常用的光电效应转换器件有光敏电阻、光电倍增器、光电池、PIN管、CCD等。这种半导体数字显示管的优点是体积小、耗电省、寿命长、响应速度快。)