La luce solare colpisce la giunzione pn del semiconduttore per formare nuove coppie buco-elettrone. Sotto l'azione del campo elettrico della giunzione pn, le lacune scorrono dalla regione p alla regione n, e gli elettroni scorrono dalla regione n alla regione p. Dopo che il circuito è acceso, si forma una corrente. Ecco come funzionano le celle solari ad effetto fotoelettrico.
Esistono due modi per generare energia solare, uno è la conversione luce-calore-elettricità e l'altro è la conversione diretta luce-elettricità.
(1) Il metodo di conversione luce-calore-elettricità utilizza l'energia termica generata dalla radiazione solare per generare elettricità. Generalmente, il collettore solare converte l'energia termica assorbita in vapore del mezzo di lavoro, quindi aziona la turbina a vapore per generare elettricità. Il primo processo è un processo di conversione da luce a calore; quest'ultimo processo è un processo di conversione da calore a elettricità.
(2) Il metodo di conversione diretta da luce a elettricità utilizza l'effetto fotoelettrico per convertire direttamente l'energia della radiazione solare in energia elettrica. Il dispositivo di base per la conversione della luce in elettricità è una cella solare. Una cella solare è un dispositivo che converte l'energia solare direttamente in energia elettrica grazie all'effetto fotovoltaico. È un fotodiodo a semiconduttore. Quando il sole splende sul fotodiodo, il fotodiodo converte l'energia luminosa del sole in energia elettrica, generando corrente. Quando molte batterie sono collegate in serie o in parallelo, può diventare un array quadrato di celle solari con una potenza di uscita relativamente elevata.