在N型襯底上覆蓋一層P型材料作為光照敏感面，就構成最簡單的光電池。當入射光子的能量足夠大時，P型材料每吸收一個光子就產生一對光生子空穴對，光電開關傳感器的光生電子空穴對在越靠近光的區域濃度越大，因此造成P型材料內部的擴散運動，光生電子空穴對通過擴散運動到達PN結附近，在內電場的作用下，電子被拉到N區，空穴留在P區，所以導致N區帶負電，P區帶正電。如果光照是連續的，經過短暫的時間，PN結兩側就有一個穩定的光生電動勢輸出。