為更有效的利用由電子與空穴來產生電流，因此必須加入電場使自由電子與空穴分離進而產生電流。1產生電場的方式很多如PN接面、金屬半導體接面等，其中1常用的方式為PN接面。制作光敏電阻的材料主要有硅、鍺、硫化1鎘、銻化銦、硫化鉛、硒化鎘、硒化鉛等。提高自由電子濃度常用的方法是在硅中加入少量的五價原子，五價原子的四個價電子與硅鍵結后剩下一個價電子，使剩下的價電子游離只需要0.05ev，比原來的1.1ev小很多，在室溫超過200度k時即可使所有雜質產生自由電子，同樣在硅中加入少量的三價原子可以提高空穴濃度。

擴散的結果使得接面附近的N型半導體失去電子得到空穴而帶正電，P型半導體失去空穴得到電子而帶負電。耗盡層光電二極管有pin層、pn層、金屬-半導體型、異質型等CCD(ChargeCoupledDevice)即電荷耦合器件，通過輸入面上光電信號逐點的轉換、儲存和傳輸，在其輸出端產生一時序信號。因為電荷密度不均因此在接面附近產生電場，如果有自由電子或空穴在電場內產生，則會因為受到電場的作用而移動，自由電子向N型半導體移動，而電洞向P型半導體移動，因此這個區(qū)域缺乏自由電子或空穴而稱之為空乏區(qū)。當光照射在空乏區(qū)內將硅原子的電子激發(fā)產生光生電子與空穴對，電子與空穴對會因為電場作用而使電池內的電荷往兩端集中，此時只要外加電路將兩端連接即可利用電池內的電力

這即是所謂的光電效應，也是太陽光電池的轉換原理。光電轉換材料是通過光生伏特1效應將太陽能轉換為電能的材料。主要用于制作太陽能電池。多晶硅薄片制成的太陽能電池，雖然光電轉換效率不高（約10%），但價格低廉，已獲得大量應用。太陽是一個巨大的能源庫，地球上一年中接收到的太陽能高達1.8×10 (18次方) 千瓦時。研究和發(fā)展光電轉換材料的目的是為了利用太陽能。光電轉換材料的工作原理是：將相同的材料或兩種不同的半導體材料做成PN結電池結構，當太陽光照射到PN結電池結構材料表面時

1、用戶太陽能電源：用于邊遠無電地區(qū)，如高原、海島、牧區(qū)、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、電視、收錄機等；3-5kw家庭屋頂并網發(fā)電系統(tǒng)；光伏水泵，解決無電地區(qū)的深水井飲用、灌溉；太陽能電池對光電轉換材料的要求是轉換效率高、能制成大面積的器件，以便更好地吸收太陽光。2、交通領域：如航標燈、交通、鐵路信號燈、交通站、光纜維護站、廣播、通訊、尋呼電源系統(tǒng)、農村微波電話光伏系統(tǒng)、小型通信機、士兵供電等；3、石油、海洋、氣象領域：石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能 電源系統(tǒng)、石油鉆井平臺生活及應急電源、海洋檢測設備、氣 象/水文觀測設備等；