Слънчевата светлина свети върху полупроводниковия pn преход, за да образува нови двойки дупка-електрон. Под действието на електрическото поле на pn прехода дупките преминават от p-областта към n-областта, а електроните преминават от n-областта към p-областта. След включване на веригата се образува ток. Ето как работят слънчевите клетки с фотоелектричен ефект.
Има два начина за генериране на слънчева енергия, единият е преобразуване на светлина-топлина-електричество, а другият е директно преобразуване на светлина-електричество.
(1) Методът за преобразуване на светлина-топлина-електричество използва топлинната енергия, генерирана от слънчевата радиация, за генериране на електричество. Обикновено слънчевият колектор преобразува абсорбираната топлинна енергия в пари на работната среда и след това задвижва парната турбина за генериране на електричество. Първият процес е процес на преобразуване на светлина в топлина; последният процес е процес на преобразуване на топлина в електричество.
(2) Методът за директно преобразуване на светлина в електричество използва фотоелектричния ефект за директно преобразуване на енергията на слънчевата радиация в електрическа енергия. Основното устройство за преобразуване на светлина в електричество е слънчева клетка. Соларната клетка е устройство, което преобразува енергията на слънчевата светлина директно в електрическа енергия поради фотоволтаичния ефект. Това е полупроводников фотодиод. Когато слънцето огрее фотодиода, фотодиодът ще преобразува светлинната енергия на слънцето в електрическа енергия, генерирайки ток. Когато много батерии са свързани последователно или паралелно, това може да се превърне в квадратна матрица от слънчеви клетки с относително голяма изходна мощност.