Như đã nĩi ở trên, cơ sở của hiệu ứng quang điện là quá trình hấp thụ ánh sáng trong chất bán dẫn. Khi ánh sáng đập vào một vật thể bán dẫn, các điện tử trong vùng hồ trị được chuyển dời tới vùng dẫn nhưng nếu khơng cĩ một sự tác động sảy ra thì sẽ khơng thu được kết quả gì mà chỉ cĩ các điện tử chuyển động ra xung quanh và tái hợp trở lại với các lỗ trống vùng hố trị. Do đĩ để biến đổi năng lượng quang thành điện ta phải tận dụng trạng thái khi mà lỗ trống và điện tử chưa kịp tái hợp. Trong linh kiện thu quang, lớp chuyển tiếp p-n được sử dụng để tách điện tử ra khỏi lỗ trống. Khi ánh sáng đập vào vùng p sẽ bị hấp thụ trong quá trình lan truyền đến vùng n. Trong quá trình đĩ, các điện tử và lỗ trống đã được tạo ra và tại vùng nghèo do hấp thụ photon sẽ chuyển động về hai hướng đối ngược nhau
dưới tác động của điện trường nên chúng tách rời nhau. Vì khơng cĩ điện trường ở bên ngồi vùng nghèo nên các điện tử và lỗ trống được tạo ra do hiệu ứng quang điện và sẽ tái hợp trong quá trình chuyển động của chúng. Tuy nhiên, sẽ cĩ một vài điện tử di chuyển vào điện trường trong quá trình chuyển động và cĩ khả năng thâm nhập vào mỗi vùng. Và do đĩ cĩ một điện thế sẽ được tạo ra giữa các miền p và n. Nếu hai đầu của miền đĩ được nối với mạch điện ngồi thì các điện tử và lỗ trống sẽ được tái hợp ở mạch ngồi và sẽ cĩ dịng điện chạy qua.