太阳能电池的工作原理基础在于半导体PN结的光生伏特效应。当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流，这就是光生伏特效应。以太阳能电池为例，就是利用这种效应将太阳能转换成电能。

具体来说，当光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被接纳后，具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激起，产生电子－空穴对。此外，光照后的p-n结会产生电子空穴对，这些电子空穴对在扩散长度内的区域可以扩散到耗尽区被内建电场扫到另外一区，这样就增大了反向漂移电流，这一额外的反向电流直接叠加到原p-n结I-V特性上，表现为曲线的下移。

对于填充因子FF来说，它代表太阳能电池性质优劣的一个重要参数，与许多物理量有关。从物理参数角度来看，FF主要取决于串联电阻、并联电阻和化学电容三个参数。而从光电转换机制来看，FF则取决于电荷传输动力学及复合动力学对偏置电压的依赖关系。

此外，FF是太阳电池最大功率与开路电压与短路电流乘积的比值，因此，FF的值越高，表明太阳电池的输出特性越趋近于矩形，光电转换效率越高。在实际研究中，很难保证其他参数不变的情况下，通过改变一个参数来观察FF的变化。