光电转换过程的原理是光子将能量传递给电子使其运动从而形成电流。这一过程有两种解决途径，最常见的一种是使用以硅为主要材料的固体装置，另一种则是使用光敏染料分子来捕获光子的能量。染料分子吸收光子能量后将使半导体中的带负电的电子和带正电的空穴分离。如果电子获得的能量够高就摆脱原子核的束缚成为自由电子，电子空出来的位置则称为电洞。自由电子可能会因为摩擦或碰撞等因素损失能量，最后受到电洞的吸引而复合。电子电洞对的数目越多导电的效果也越好，因为光使得导电效果变好的现象称之为光导效应(photoconductiveeffect)。 自由电子与电洞的多寡对电气特性有很大的影响，越多的自由电子与电洞可以使导电性增加，同时也可以使输出电流增加，因此可以推测阳光越强时生成的自由电子与电洞越多，则输出电流也越大。