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。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。因素太阳光电池之所以能将光能转换成电能主要有两个因素：1、光导效应(photoconductiveeffect)。
但和普通二极管不同,光电二极管是在反向电压下工作的。它的暗电流很小，只有0-1微安左右。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。光生载流子的数量与光强度有关，因此，反向饱和电流会随着光强的变化而变化，从而可以把光信号的变化转为电流及电压的变化。光电二极管主要用于近红外探测器及光电转换的自动控制仪器中，还可以作为光导纤维通信的接1收器件。这一过程有两种解决途径，***常见的一种是使用以硅为主要材料的固体装置，另一种则是使用光敏染料分子来捕获光子的能量。
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；光电阴极受强光照射后，由于发射电子的速率很高，光电阴极内部来不及重新补充电子，因此使光电倍增管的灵敏度下降。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。