與太陽能光熱發電不同，光伏發電直接將陽光轉變成電。科學家發現了一種能吸收陽光產生電能的半導體材料，它的這種特殊本領稱為光伏效應。

　　光伏效應涉及兩個最基本的過程，一個是電子‐空穴對的產生，另一個是電子‐空穴對的分離。

　　物質是分子構成的，分子是原子構成的，原子里有電子。半導體也是一種物質，它里面也有電子。當半導體中的電子吸收陽光后，獲得能量，變得異常&ld;興奮&rd;，就從低能量態&ld;躍&rd;到高能量態。于電子的離開，在低能量態的位置就留下了電子的一個&ld;空座位&rd;，科學家們給這個空座位起名叫作&ld;空穴&rd;。因為電子帶負電荷，所以空穴就帶正電荷。這就是電子‐空穴對的產生。

　　如果往水里加一點糖，就會變成糖水，加一點鹽就會變成鹽水。同樣，如果在半導體里摻入兩種不同的物質，例如加一點磷或者硼，半導體也會變成兩種&ld;味道&rd;不同的半導體，一種稱為型半導體，另一種則叫p型半導體。如果把型半導體和p型半導體接觸在一起，界面上就會形成p結。p結界面上跨越著內建電場，能夠將電子‐空穴對分離，指揮所有電子到型半導體這邊&ld;集合&rd;，空穴則到p型半導體那邊&ld;集合&rd;。這就是電子‐空穴對的分離。