En solcelle er en enhed, der reagerer på lys og omdanner lysenergi til elektricitet. Der er mange slags materialer, der kan producere fotovoltaisk effekt, såsom: enkeltkrystal silicium, polykrystallinsk silicium, amorft silicium, galliumarsenid, indium selen kobber og så videre. Deres energiproduktionsprincipper er grundlæggende de samme, og den fotoelektriske energiproduktionsproces beskrives ved at tage krystallinsk silicium som eksempel. P-type krystallinsk silicium kan doteres med phosphor for at opnå N-type silicium, der danner en PN-junction.
Når lyset skinner på solcellens overflade, absorberes nogle fotoner af siliciummaterialet; fotonernes energi overføres til siliciumatomerne, hvilket får elektronerne til at overgå og blive til frie elektroner, der samler sig på begge sider af PN-forbindelsen for at danne en potentialforskel. Når det eksterne kredsløb er tilsluttet, vil der under påvirkning af denne spænding være en strøm, der løber gennem det eksterne kredsløb for at generere en vis udgangseffekt. Essensen af denne proces er: processen med at omdanne fotonenergi til elektrisk energi.