Les cèl·lules solars fotosintètiques són dispositius que responen a la llum i converteixen l'energia lluminosa en electricitat. Hi ha molts tipus de materials que poden generar efectes fotovoltaics, com ara silici monocristal·lí, silici policristalí, silici amorf, arsenur de gal·li, coure seleni indi, etc. El seu principi de generació d'energia és bàsicament el mateix, i ara utilitzarem els cristalls com a Exemple per descriure el procés de generació d'energia fotovoltaica. El silici cristal·lí de tipus P es pot dopar amb fòsfor per obtenir silici de tipus N, formant una unió pN.
Quan la llum brilla a la superfície d'una cèl·lula solar, una part dels fotons són absorbits pel material de silici; L'energia dels fotons es transfereix als àtoms de silici, fent que els electrons passin i es converteixin en electrons lliures. Es reuneixen a banda i banda de la unió pN, formant una diferència de potencial. Quan es connecta un circuit extern, sota l'acció d'aquesta tensió, un corrent fluirà pel circuit extern per generar una certa potència de sortida. L'essència d'aquest procés és la conversió de l'energia fotònica en energia elèctrica.