Het foto-elektrisch effect is de emissie van elektronen of andere vrije dragers wanneer licht op een materiaal schijnt. Het is een sleutelproces in de werking van zonnecellen, die lichtenergie omzetten in elektrische energie.

In een zonnecel treedt het foto-elektrische effect op wanneer lichtfotonen het halfgeleidermateriaal van de cel raken. Elk foton draagt ​​een bepaalde hoeveelheid energie met zich mee, die wordt bepaald door zijn golflengte. Als het foton voldoende energie heeft om de bandafstand van de halfgeleider te overwinnen, zal het een elektron van de valentieband naar de geleidingsband exciteren. Hierdoor ontstaat een vrij elektron en een positief geladen gat in de valentieband.

De vrije elektronen en gaten kunnen zich vervolgens door het halfgeleidermateriaal bewegen, waardoor een elektrische stroom ontstaat. Deze stroom drijft de zonnecel aan.

De efficiëntie van een zonnecel wordt bepaald door een aantal factoren, waaronder de bandafstand van het halfgeleidermateriaal, de hoeveelheid licht die op de cel valt en de temperatuur van de cel.