收了光子的能量产生了一些自由电子溢出表面。而在光生伏打效应中，由于材料内部的不均匀（例如当材料内部形成PN结时）在自建电场的作用下，受到激励的电子和失去电子的空穴向相反方向移动，而形成了正负两极。光生伏打效应最早于1839年由法国物理学家亚历山大·爱德蒙·贝克勒尔（）发现。在实际应用中的光能通常来自太阳能，这样的器件即是一般所指的太阳能电池。