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。提高自由电子浓度常用的方法是在硅中加入少量的五价原子，五价原子的四个价电子与硅键结后剩下一个价电子，使剩下的价电子游离只需要0。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。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

制作光敏电阻的材料主要有硅、锗、硫化1镉、锑化铟、硫化铅、硒化镉、硒化铅等。光电池是把光能直接变成电能的器件，可作为能源器件使用，如卫1星上使用的太阳能电池。硫化1镉光敏电阻对可见光敏感,用硫1化镉单晶制造的光敏电阻对X射线、γ射线也敏感；硫化铅和锑化铟对红线外线光敏感。利用这些光敏电阻可以制成各种光探测器。感光面积大的光敏电阻,可以获得较大的明暗电阻差。如国产625-A型硫化1镉光敏电阻,其光照电阻小于50千欧,暗电阻大于50兆欧。2、光电二极管光电二极管的管芯也是一个PN结,只是结面积比普通二极管大,便于接收光线。

当光电池两端接有负载时，将有电流流过负载,起着电池的作用。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。硅光电池的用途极度为广泛。主要用于下述几个方面：能源----硅光电池串联或并联组成电池组与镍镉电池配合、可作为人造成卫1星、宇宙飞船、航标灯、无人气象站等设备的电源；也可做电子手表、电子计算器、小型号汽车、游艇等的电源。光电检测器件----用作近红外探测器、光电读出、光电耦合、激光准直、电影还音等设备的光感受器。

应用随着传统燃料能源的减少以及对环境造成的危害也越来越严重 ,能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的***制定了大力发展太阳能的计划。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。例如，美国的“ 光伏建筑计划”、欧洲的“百万屋顶光伏计划” ，日本的“朝日计划 ” ，以及我国发展的“光明工程 ”等都极大地促进了太阳能的发展。当前太阳能电池产品类型主要有单晶硅、多晶硅、非晶硅、化合物半导体和叠层太阳能电池等，主要应用在以下领域。