光生伏特效應簡稱為光伏效應，指光照使不均勻半導體或半導體與金屬組合的不同部位之間產生電位差的現象。

    產生這種電位差的機理有好幾種，主要的一種是由于阻擋層的存在。以下以P-N結為例說明。

熱平衡態下的P-N結

P-N結的形成：

    同質結可用一塊半導體經摻雜形成P區和N區。由于雜質的激活能量ΔE很小，在室溫下雜質差不多都電離成受主離子N_A^-和施主離子N_D⁺。在PN區交界面處因存在載流子的濃度差，故彼此要向對方擴散。設想在結形成的一瞬間，在N區的電子為多子，在P區的電子為少子，使電子由N區流入P區，電子與空穴相遇又要發生復合，這樣在原來是N區的結面附近電子變得很少，剩下未經中和的施主離子N_D⁺形成正的空間電荷。同樣，空穴由P區擴散到N區后，由不能運動的受主離子N_A^-形成負的空間電荷。在P區與N區界面兩側產生不能移動的離子區（也稱耗盡區、空間電荷區、阻擋層），于是出現空間電偶層，形成內電場（稱內建電場）此電場對兩區多子的擴散有抵制作用，而對少子的漂移有幫助作用，直到擴散流等于漂移流時達到平衡，在界面兩側建立起穩定的內建電場。

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