Lumina soarelui strălucește pe joncțiunea semiconductoare pn pentru a forma noi perechi gaură-electron. Sub acțiunea câmpului electric de joncțiune pn, găurile curg din regiunea p în regiunea n, iar electronii curg din regiunea n în regiunea p. După ce circuitul este pornit, se formează un curent. Așa funcționează celulele solare cu efect fotoelectric.
Există două moduri de generare a energiei solare, una este conversia lumină-căldură-electricitate, iar cealaltă este conversia directă lumină-electricitate.
(1) Metoda de conversie lumină-căldură-electricitate utilizează energia termică generată de radiația solară pentru a genera energie electrică. În general, colectorul solar transformă energia termică absorbită în vapori mediu de lucru și apoi antrenează turbina cu abur pentru a genera electricitate. Primul proces este un proces de conversie de la lumină la căldură; acest din urmă proces este un proces de conversie a căldurii în energie electrică.
(2) Metoda de conversie directă lumină-electricitate utilizează efectul fotoelectric pentru a converti direct energia radiației solare în energie electrică. Dispozitivul de bază pentru conversia luminii în electricitate este o celulă solară. O celulă solară este un dispozitiv care transformă energia luminii solare direct în energie electrică datorită efectului fotovoltaic. Este o fotodioda semiconductoare. Când soarele strălucește pe fotodiodă, fotodioda va transforma energia luminoasă a soarelui în energie electrică, generând curent. Atunci când multe baterii sunt conectate în serie sau în paralel, poate deveni o matrice pătrată de celule solare cu putere de ieșire relativ mare.