在N型衬底上覆盖一层P型材料作为光照敏感面，就构成最简单的光电池。当入射光子的能量足够大时，P型材料每吸取一个光子就产生一对光生子空穴对，光电开关传感器的光生电子空穴对在越靠近光的区域浓度越大，因此造成P型材料内部的扩散运动，光生电子空穴对通过扩散运动到达PN结附近，在内电场的作用下，电子被拉到N区，空穴留在P区，所以导致N区带负电，P区带正电。如果光照是连续的，经过短暂的时间，PN结两侧就有一个稳定的光生电动势输出。