1）产生电子对。半导体在绝对零度状态下，其内部形成介电子带，导带上不含有电子，正常状态下，半导体可看作是绝缘体，不显示导电性。当太阳能辐射到半导体时，禁带宽度比光子能量小很多，半导体会快速吸收这种光，若半导体晶格对太阳能辐射量吸收较多，这时可脱离电子对半导体晶格的约束，产生大量自由电子，形成空穴。因此为了使半导体晶格约束电子转换为大量自由电子，半导体禁带宽度应小于光子能量，例如，硅禁带宽度为1.15ev，半导体禁带宽度和入射光能保持一致的条件下，光吸收效率较高，可产生大量空穴—电子对，然而当比携带能量大的光子射入半导体时，由于一部分光子被半导体晶格吸收，会损失一部分能量，造成发光效率下降。
2）空穴—电子对分离。当太阳能半导体照明系统周围没有电场时，半导体中均匀的分布着大量光激发的空穴—电子对，由于外电路没有电流流过，需要利用某种方式在太阳能半导体中产生势垒，确保激发的空穴 —电子对分开，持续的向照明系统外电路进行供电。通常情况下，P-N结主要用于实现这种势垒，P-N结对于空穴—电子分离发挥的作用是有限的，若没有设置外部电路，分离后的电子聚集在P、N两层中，P-N结正向，逐渐朝着电位势垒降低方向发生偏转，分离停止后，恢复到正常状态。P-N结之间电压称为开路电压，照射光量和短路电流成正比。
3）载流子移动。空穴—电子对在光能辐射条件下不一定全部分离开来，分离数目和产生数目的比值称为收集效率，在电荷浓度梯度和电场偏移效应作用下发生移动。通常情况下，载流子具有自动恢复平衡状态的倾向，若过剩载流子寿命比P-N结电子移动时间短，P-N 结位置和过剩载流子寿命对于收集效率有着决定性影响，空穴移动到P层，电子移动到N层，正电荷和负电荷分别集中在半导体梁，使用导线连接这两端，可产生电流。
结束语
近年来，太阳能半导体照明系统快速发展，被广泛的应用在各个照明领域，结合太阳能半导体器件应用特性，在未来发展过程中进一步优化和完善半导体照明系统，不断提高其发光效率。
