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。光电倍增器是把微弱的输入转换为电子，并使电子获得倍增的电真空器件。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

这即是所谓的光电效应，也是太阳光电池的转换原理。光电转换材料是通过光生伏特1效应将太阳能转换为电能的材料。主要用于制作太阳能电池。太阳是一个巨大的能源库，地球上一年中接收到的太阳能高达1.8×10 (18次方) 千瓦时。研究和发展光电转换材料的目的是为了利用太阳能。选取太阳光电池材料的第二考量是光导效果，欲选取光导效果佳的材料首先必须了解太阳光的成分及其能量分布状况，进而找出适当的物质作为太阳光电池的材料。光电转换材料的工作原理是：将相同的材料或两种不同的半导体材料做成PN结电池结构，当太阳光照射到PN结电池结构材料表面时

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。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；在光线照射下产生的电子----空穴对叫光生载流子，它们参加导电会增大反向饱和电流。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。