Dioden besitter et på grunn av kontaktpotensialforskjellen mellom de to forskjellige materialene på hver side av pn-overgangen. Dette innebygde potensialet etableres når overgangen er dannet som et biprodukt av termodynamisk likevekt. Når dette er etablert kan denne spenningsforskjell ikke drive en strøm, men om en last tilknyttes vil den ikke forstyrre denne likevekten. Derimot drives strømmen av akkumulering av overskuddselektroner i en region og av overskuddshuller i en annen region. På grunn av belysning resulterer dette i at det oppstår en fotoelektriske spenning, altså ems. Denne ems driver en strøm når en last er tilknyttet til den belyste fotocellen. Som nevnt ovenfor vil også den fotoelektriske spenningen føre til forward bias i pn-overgangen, og dermed reduseres det pre-eksisterende elektriske feltet i . Elektronvandringen lager en elektrisk strømkrets.