Fotovoltan adalah penukaran langsung cahaya ke elektrik di peringkat atom. Sesetengah bahan mempamerkan sifat yang dikenali sebagai kesan fotoelektrik yang menyebabkan mereka menyerap foton cahaya dan elektron pelepasan. Modul photovoltaic pertama dibina oleh Bell Laboratories pada tahun 1954.
Kesan fotovoltaik berlaku di sel suria. Sel-sel suria ini terdiri daripada dua jenis semikonduktor yang berlainan - jenis p dan jenis n - yang disatukan untuk mewujudkan simpang pn.
Dengan menyertai kedua-dua jenis semikonduktor, medan elektrik dibentuk di kawasan persimpangan sebagai elektron bergerak ke sisi positif dan lubang bergerak ke sisi negatif n. Bidang ini menyebabkan zarah-zarah bercas negatif bergerak ke satu arah dan zarah-zarah bercas positif ke arah yang lain.
Cahaya terdiri daripada foton. Foton ini boleh diserap oleh sel fotovoltaik - jenis sel yang membentuk panel solar. Apabila cahaya panjang gelombang yang sesuai adalah kejadian pada sel-sel ini, tenaga dari foton dipindahkan ke atom bahan semikonduktor di simpang pn. Khususnya, tenaga dipindahkan kepada elektron dalam bahan. Ini menyebabkan elektron melompat ke keadaan tenaga yang lebih tinggi yang dikenali sebagai jalur konduksi. Ini meninggalkan "lubang" di dalam band valensi bahawa elektron melonjak dari. Pergerakan elektron ini sebagai hasil daripada tenaga tambahan mencipta dua pembawa caj , pasangan elektron-lubang.
Kerana medan elektrik yang wujud sebagai persimpangan pn, elektron bergerak ke sisi negatif n dan lubang-lubang positif bergerak ke p-side sehingga datang dengan kesan fotovoltaik.
