光子是电磁波，它的能量能被电子吸收。另外，光子的能量是量子化的，也就是一份一份的，电子吸收光子后能量提高，就会跳到一个比较高的能量状态上去，这个状态就是能级，为什么叫它能级？因为电子的能量也不是连续的，就是E1跟E2间没有中间的能量状态，如果光子能量小于E1跟E2的差，这个时候的电子能量就是在中间态，这是不允许的。所以电子就不会吸收这个光子，太阳能电池的吸收材料能吸收可见光的光子，只是吸收还不够，本来不导电的材料吸收光子，电子跑到可以导电的位置上了。只是这样也还不够，电子跑了，里面就少电子了，这就有空位了，这个空位可以看成是正电荷的，当两个有点不同的材料靠近，一个带正点，一个带负电，就有了电位差，等于就有了电能。
320nm~1100nm，即可见光和近红外。 原因是太阳能电池板的主要材料是硅，其能级结构决定了它不能吸收波长大于1100nm的光。 公式是： Lambda=1.24/Eg (uM) 下面是对公式的解释： 根据能带理论，原子的能带可以分为导带，价带，和禁带。 最外层电子通常在价带。价带中的电子是不能导电的，而导带中的电子是可以导电的。 价带到导带之间有一个能量差，用Eg表示。 对于硅（太阳能电池板的主要材料），Eg=1.1 eV 当一束光照射在硅上时，如果光子的能量足够大（大于Eg），价带的电子就能够激发到导带，即光能转化为电能。 因此，太阳能电池板吸收光的条件是：该波长的光光子能量大于1.1eV。 光子的能量为 E=hv，其中h为普朗克常数，v是光子频率。 由于条件是 E > Eg ，可以推出： Lambda=1.24/Eg (uM) 其中lambda是该光子的最长波长（只有波长小于lambda的光才能被吸收），单位是微米（um） 对于硅，lambda=1.24/1.1 = 1.1 um。用什么样波长的光线取决于电池板的半导体层材质。所有能量大于所选用的材质的禁带宽度的光子才是有用的。 比如晶硅电池的吸收频谱在350-1100nm，硅基薄膜型电池在350-950nm或者稍大一点。材料吸收光子，将电子激发，形成自由电子和空穴，二者可以在材料中自由的运动。PN结将这两种载流子隔离到两个电极中，这就是光能转化为电能的原理。 除了硅，当然还有其他的材料，不同的材料，禁带宽度不同，只够吸收光的波长范围也不同。其他材料 还有砷化镓，铜铟镓锡，碲化镉，等等，原理都是一样的。
硅的禁带宽度（Eg）是1.12电子伏特，这就决定了它只能吸收波长为1150nm以内的光子，只有这样的光子才有足够的能量将硅价带中的电子激发到导带中。见下图。 材料吸收光子，将电子激发，形成自由电子和空穴，二者可以在材料中自由的运动。PN结将这两种载流子隔离到两个电极中，这就是光能转化为电能的原理。 除了硅，当然还有其他的材料，不同的材料，禁带宽度不同，只够吸收光的波长范围也不同。其他材料 还有砷化镓，铜铟镓锡，碲化镉，等等，原理都是一样的。
