När en solcell belyses sker en fascinerande kvantmekanisk process där ljusets fotoner omvandlas till elektrisk ström. Processen involverar jonisering av kristalliserade atomer i halvledarmaterialet.
När ljus absorberas joniseras atomerna, vilket skapar fria negativt laddade elektroner och positivt laddade joner. De positivt laddade jonerna, som kallas “hål”, beter sig som elektroner men med motsatt laddning och kan röra sig mellan atomer - de “överförs” från en granne till en annan genom materialet.
Kisel är det mest använda materialet eftersom det kan bilda fyra kovalenta bindningar (likt kol) och har idealiska bindningsförmågor för denna process. De kemiska bindningarna i cellerna är vitala för att fenomenet ska fungera. Resultatet blir en elektrisk ström i halvledardioden när den belyses, där elektroner och hål rör sig i olika riktningar genom materialet.