O celulă solară este un dispozitiv care răspunde la lumină și poate converti energia luminii în electricitate. Există multe tipuri de materiale care pot produce efecte fotovoltaice, panouri solare precum: siliciu monocristalin, siliciu policristalin, siliciu amorf al panoului solar, arsenidă de galiu, selenură de cupru indiu și așa mai departe. Principiile lor de generare a energiei sunt practic aceleași. Acum luăm ca exemplu siliciu cristalin pentru a descrie procesul de generare a energiei fotovoltaice. Siliciul cristalin de tip P poate fi dopat cu fosfor pentru a obține siliciu de tip N, panoul solar formând o joncțiune PN.
Când lumina iradiază suprafața celulei solare, o parte din fotoni este absorbită de materialul siliciu; panoul solar energia fotonilor este transferată către atomii de siliciu, panoul solar determinând electronii să treacă tranziții, devenind electroni liberi, adunându-se de ambele părți ale joncțiunii PN pentru a forma o diferență de potențial. Sub acțiunea acestei tensiuni, panoul solar va exista un curent care curge prin circuitul extern pentru a produce o anumită putere de ieșire. Esența acestui proces este: procesul de conversie a energiei fotonice în energie electrică.