Litij-ionska baterija za sončno energijo

Načelo proizvodnje električne energije s sončnimi celicami temelji predvsem na fotoelektričnem učinku polprevodnikov. Ko se nečistoče, kot sta bor in fosfor, dopirajo v kristal silicija, dodatek bora ustvari prazno mesto v kristalu. Pozitivni naboj predstavlja atom silicija, medtem ko negativni naboj predstavlja štiri elektrone, ki ga obkrožajo.

Ker ima atom bora samo tri elektrone, ki ga obkrožajo, nastane prazno mesto. To prosto mesto je nestabilno zaradi pomanjkanja elektrona in zlahka absorbira elektrone, da jih nevtralizira in tvori polprevodnik tipa P-.

Podobno postane en elektron, ko dodamo fosforjeve atome, zelo aktiven, ker ima pet elektronov in tvori polprevodnik tipa N-.

Polprevodniki tipa P- vsebujejo več prostih mest, medtem ko polprevodniki tipa N- vsebujejo več elektronov. Posledično se pri kombinaciji polprevodnikov tipa P- in N- na vmesniku tvori potencialna razlika, ki tvori PN spoj.

Ko se polprevodnika tipa P- in N- združita, nastane posebna tanka plast na vmesniku med obema polprevodnikoma. Stran vmesnika tipa P- je negativno nabita, medtem ko je stran tipa N- pozitivno nabita. To je zato, ker imajo polprevodniki tipa P- več lukenj, medtem ko imajo polprevodniki tipa N- več prostih elektronov, kar ima za posledico koncentracijsko razliko. Elektroni v območju N difundirajo v območje P, luknje v območju P pa v območje N. Ko se razprši, nastane "notranje električno polje" od območja N do območja P, ki preprečuje nadaljnjo difuzijo. Ko je doseženo ravnotežje, nastane posebna tanka plast, ki ustvarja potencialno razliko, ki je PN spoj.