Te bao quang đien la phan tu ban dan co chua tren be mat mot so luong lon cac cam bien anh sang la diode quang, thuc hien bien đoi nang luong anh sang thanh nang luong đien. Cuong đo dong đien, hieu đien the hoac đien tro cua pin Mat Troi thay đoi phu thuoc boi luong anh sang chieu len chung. Te bao quang đien đuoc ghep lai thanh khoi đe tro thanh pin Mat Troi (thong thuong 60 hoac 72 te bao quang đien tren mot tam pin Mat Troi). Te bao quang đien co kha nang hoat đong duoi anh sang Mat Troi hoac anh sang nhan tao. Chung co the đuoc dung nhu cam bien anh sang (vi du cam bien hong ngoai), hoac cac phat xa đien tu gan nguong anh sang nhin thay hoac đo cuong đo anh sang.

Su chuyen đoi nay thuc hien theo hieu ung quang đien. Hoat đong cua pin Mat Troi đuoc chia lam ba giai đoan:

Đau tien nang luong tu cac photon anh sang đuoc hap thu va hinh thanh cac cap electron-hole trong chat ban dan.
Cac cap electron-hole sau đo bi phan chia boi ngan cach tao boi cac loai chat ban dan khac nhau (p-n junction). Hieu ung nay tao nen hieu đien the cua pin Mat Troi. 
Pin Mat Troi sau đo đuoc noi truc tiep vao mach ngoai va tao nen dong đien. 
Cac pin nang luong Mat Troi co nhieu ung dung trong thuc te. Do gia thanh con đat, chung đac biet thich hop cho cac vung ma đien luoi kho vuon toi nhu nui cao, ngoai đao xa, hoac phuc vu cac hoat đong tren khong gian; cu the nhu cac ve tinh quay xung quanh quy đao Trai Đat, may tinh cam tay, cac may đien thoai cam tay tu xa, thiet bi bom nuoc,... Cac tam pin nang luong Mat Troi đuoc thiet ke nhu nhung modul thanh phan, đuoc ghep lai voi nhau tao thanh cac tam nang luong Mat Troi co dien tich lon, thuong đuoc đat tren noc cac toa nha noi chung co the co anh sang nhieu nhat, va ket noi voi bo chuyen đoi cua mang luoi đien. Cac tam pin Mat Troi lon ngay nay đuoc lap them bo phan tu đong đieu khien đe co the xoay theo huong anh sang, giong nhu loai hoa huong duong huong ve anh sang Mat Troi.


Lich su Hieu ung quang đien đuoc phat hien đau tien nam 1839 boi nha vat ly Phap Alexandre Edmond Becquerel luc ong 19 tuoi khi đang lam thi nghiem tai phong nghien cuu cua cha. Willoughby Smith nhac đen phat minh nay trong mot bai bao xuat ban ngay 20 thang 2 nam 1873 tren tap chi Nature. Tuy nhien cho đen 1883 mot pin nang luong moi đuoc tao thanh, boi Charles Fritts, ong phu len mach ban dan selen mot lop cuc mong vang đe tao nen mach noi, thiet bi chi co hieu suat 1%. Nam 1888, nha vat ly hoc nguoi Nga Aleksandr Stoletov tao ra tam pin đau tien dua vao hieu ung quang đien đuoc phat hien boi Heinrich Hertz truoc đo vao nam 1887.
Albert Einstein đa giai thich đuoc hieu ung quang đien vao nam 1905, cong trinh đa giup ong gianh giai Nobel vat ly nam 1921.
Vadim Lashkaryov phat hien ra phan lop p-n trong CuO va bac sul-phat vao nam 1941.
Russell Ohl đuoc xem la nguoi tao ra pin nang luong Mat Troi đau tien nam 1946. Sven Ason Berglund đa co phuong phap lien quan đen viec tang kha nang cam nhan anh sang cua pin.
Pin Mat Troi đau tien co kha nang ung dung đuoc ra mat vao 25/4/1954 tai Bell Laboratories boi Daryl Chapin, Calvin Souther Fuller va Gerald Pearson.
Pin Mat Troi bat đau đuoc quan tam đac biet khi ket hop voi ve tinh Vanguard I nam 1958.


Nen tang Tim hieu ve pin Mat Troi, thi can mot chut ly thuyet nen tang ve vat ly chat ban dan. Đe đon gian, mieu ta sau đay chi gioi han hoat đong cua mot pin nang luong tinh the silic.
Nguyen to Silic thuoc nhom IVA trong bang tuan hoan cac nguyen to hoa hoc, tuc la co 4 electron lop ngoai cung. Silic nguyen to khong tim thay trong tu nhien ma ton tai dang hop chat phan tu o the ran. Co ban co hai loai chat ran silicon, la vo đinh hinh (khong co trat tu sap xep) va tinh the (cac nguyen tu sap xep theo thu tu day khong gian 3 chieu). Pin nang luong Mat Troi pho bien nhat la dang đa tinh the silicon.
Silic la vat lieu ban dan. Nghia la trong the ran cua silic, tai mot tang nang luong nhat đinh, electron co the đat đuoc, va mot so tang nang luong khac thi khong đuoc. Đon gian hieu la co luc dan đien, co luc khong dan đien.  Ly thuyet nay can cu theo thuyet co hoc luong tu.
O nhiet đo phong thi nghiem (khoang 28 °C), Silic nguyen chat co tinh dan đien kem (co hoc luong tu giai thich muc nang luong Fermi trong tang trong). Trong thuc te, đe tao ra cac phan tu silic co tinh dan đien tot hon, chung đuoc them vao mot luong nho cac nguyen tu nhom III hay V trong bang tuan hoan hoa hoc. Cac nguyen tu nay chiem vi tri cua nguyen tu silic trong mang tinh the, va lien ket voi cac nguyen tu silic ben canh tuong tu tao thanh mot mang silic (mang tinh the). Tuy nhien cac phan tu nhom III co 3 electron ngoai cung va nguyen tu nhom V co 5 electron ngoai cung, vi the nen co cho trong mang tinh the co du electron con co cho thi thieu electron. Vi the cac electron thua hay thieu electron (goi la lo trong) khong tham gia vao cac ket noi mang tinh the. Chung co the tu do di chuyen trong khoi tinh the. Silic ket hop voi nguyen tu nhom III (nhom hay gali) đuoc goi la loai ban dan p boi vi nang luong chu yeu mang đien tich duong (positive), trong khi phan ket hop voi cac nguyen tu nhom V (phosphor, asen) goi la ban dan n vi mang nang luong am (negative). Luu y rang ca hai loai n va p co nang luong trung hoa, tuc la chung co cung nang luong duong va am, loai ban dan n, loai am co the di chuyen xung quanh, tuong tu nguoc lai voi loai p.


Vat lieu va hieu suat Đa co nhieu loai vat lieu khac nhau đuoc thu nghiem che tao pin Mat Troi. Co hai tieu chuan đanh gia, la hieu suat va gia ca.
Hieu suat la ti so giua nang luong đien tu va nang luong anh sang Mat Troi. Vao buoi trua mot ngay troi trong, anh Mat Troi toa nhiet khoang 1000 W/m². trong đo 10% hieu suat cua 1 module 1 m² cung cap nang luong khoang 100 W. hieu suat cua pin Mat Troi thay đoi tu 6% tu pin Mat Troi lam tu silic vo đinh hinh, va co the len đen 30% hay cao hon nua.
Co nhieu cach đe noi đen gia ca cua he thong cung cap đien (chinh xac la phat đien), la tinh toan cu the gia thanh san xuat tren tung kilo Watt gio đien (kWh). Hieu nang cua pin Mat Troi tao dong đien voi su buc xa Mat Troi la 1 yeu to quyet đinh trong gia thanh. Noi chung, voi toan he thong, la to hop cac tam pin Mat Troi, thi hieu suat la rat quan trong. Va đe tao nen ung dung thuc te cho pin nang luong, đien nang tao nen co the noi voi mang luoi đien su dung dang chuyen đoi trung gian; trong cac phuong tien di chuyen, thuong su dung he thong ac quy đe luu tru nguon nang luong chua su dung đen. Cac pin nang luong thuong mai va he thong cong nghe cho no co hieu suat tu 5% đen 15%. Gia cua 1 đon vi đien tu 50 Eurocent/kWh (Trung Au) giam xuong toi 25 eurocent/kWh trong vung co anh Mat Troi nhieu.
Ngay nay thi vat lieu chu yeu che tao pin Mat Troi (va cho cac thiet bi ban dan) la silic dang tinh the. Pin Mat Troi tu tinh the silic chia ra thanh ba loai:

Mot tinh the hay tinh the đon (module) san xuat dua tren qua trinh Czochralski. Đon tinh the loai nay co hieu suat toi 16%. Chung thuong rat đat tien do đuoc cat tu cac thoi silic hinh ong, cac tam đon the nay co cac mat trong o goc noi cac module.
Đa tinh the lam tu cac thoi đuc - đuc tu silic nung chay can than đuoc lam nguoi va lam ran. Cac pin nay thuong re hon cac đon tinh the, tuy nhien hieu suat kem hon. Tuy nhien chung co the tao thanh cac tam vuong che phu be mat nhieu hon đon tinh the bu lai cho hieu suat thap cua no.
Dai silic tao tu cac mieng phim mong tu silic nong chay va co cau truc đa tinh the. Loai nay thuong co hieu suat thap nhat, tuy nhien loai nay re nhat trong cac loai vi khong can phai cat tu thoi silicon.
Nen tang che tao dua tren Cong nghe san xuat tam mong, co đo day 300 μm va xep lai đe tao nen cac module tao thanh cac loai pin tren.


Su chuyen đoi anh sang Khi mot photon cham vao mot manh silic, mot trong hai đieu sau se xay ra:

Photon truyen truc xuyen qua manh silic. Đieu nay thuong xay ra khi nang luong cua photon thap hon nang luong đu đe đua cac hat electron len muc nang luong cao hon.
Nang luong cua photon đuoc hap thu boi silic. Đieu nay thuong xay ra khi nang luong cua photon lon hon nang luong đe đua electron len muc nang luong cao hon.
Khi photon đuoc hap thu, nang luong cua no đuoc truyen đen cac hat electron trong mang tinh the. Thong thuong cac electron nay thuoc lop ngoai cung, va thuong đuoc ket dinh voi cac nguyen tu lan can vi the khong the di chuyen xa. Khi electron đuoc kich thich, tro thanh dan đien, cac electron nay co the tu do di chuyen trong chat ban dan. Khi đo nguyen tu se thieu 1 electron va đo goi la "lo trong". Lo trong nay tao đieu kien cho cac electron cua nguyen tu ben canh di chuyen đen va đien vao "lo trong", đieu nay tao ra lo trong cho nguyen tu lan can co "lo trong". Cu tiep tuc nhu vay "lo trong" di chuyen xuyen suot mach ban dan.
Mot photon chi can co nang luong lon hon nang luong đu đe kich thich electron lop ngoai cung dan đien. Tuy nhien, tan so cua Mat Troi thuong tuong đuong 6000°K, vi the nen phan lon nang luong Mat Troi đeu đuoc hap thu boi silic. Tuy nhien hau het nang luong Mat Troi co tac dung nhiet nhieu hon la nang luong đien su dung đuoc.


Xem them Tam quang nang
Điot quang
Cong nghe than thien moi truong
Nang luong Mat Troi


Tham khao Lien ket ngoai Te bao quang đien tai Tu đien bach khoa Viet Nam
Solar cell tai Encyclopædia Britannica (tieng Anh)
Viet Nam khuyen khich đau tu đien Mat Troi Luu tru ngay 7 thang 3 nam 2009 tai Wayback Machine