Для розуміння принципу і особливостей роботи сонячної батареї, як елемента фотоелектронного перетворювача (ФЕП), слід знати деякі базові визначення.
Загальновідомо, що фотон світла володіє властивостями частки (маса, швидкість) і хвилі (довжина і частота). Цей дуалізм (подвійність) робить світло унікальним джерелом енергії, який практично невичерпний. Явище емісії електронів і «дірок» - позитивних зарядів в напівпровідниках (на пластині з селеновим покриттям) зафіксовано 130 років тому, але тільки в середині ХХ століття цей процес знайшов промислове застосування.
Напівпровідники мають унікальні властивості, які виникають на лінії з'єднання двох типів напівпровідників, один з яких є донором або n-зона (надлишок вільних електронів), а інший акцептором або p-зона (надлишок дірок). Зона зіткнення зон отримала назву np перехід. Ширина забороненої зони (рис.1), відповідна 1-3 еВ, забезпечує уповільнення процесів природної рекомбінації заряджених частинок. В принципі, світловий потік впливає на електрони будь-якого матеріалу, але в провідниках, за рахунок перекриття зон відбувається миттєва рекомбінація електрона і дірки, а в діелектриках енергії фотона недостатньо для відриву електрона і освіти заряджених частинок. Напівпровідник, при певних умовах, займає проміжне положення. 
Кремній (Si) набув широкого поширення в светогенерірующіх технологіях через оптимальної ширини забороненої зони (1,4 еВ), а значить, досить низької енергії необхідної для утворення заряджених частинок і широкого природного поширення (кварцовий пісок).
для підвищення ефективності освіти заряджених частинок поверхню кристала кремнію покривають шаром матеріалу з надмірним вмістом позитивно заряджених частинок. Товщина покриття складає 1-2 мкм, що не впливає на проникність шару для фотонів, тому що при його ударі в уже активовану заряджену частку (дірку) енергія передається в нижні шари кремнію (до 1 см), де і відбувається відрив електрона. Таким чином, на контактах системи виникає різниця потенціалів (рис. 2).
Матеріали на основі кристалічних решіток мають високу стабільність, тобто нерівноважний стан решітки під дією зовнішніх сил - це протиприродне стан, яке решітка прагне виправити. Нерівноважні стани, що виникли під дією механічних навантажень, усуваються термічною обробкою, а збудження на рівні заряджених частинок усувається їх рекомбінацією. Швидкість рекомбінації є однією з причин низького ККД фотоелектронних перетворювачів.
