แสงอาทิตย์สาดส่องบนรอยต่อ P-N ของสารกึ่งตัวนำ เกิดเป็นโฮลอิเล็กตรอนคู่ใหม่ ภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าของทางแยก P-N รูจะไหลจากบริเวณ p ไปยังบริเวณ n และอิเล็กตรอนจะไหลจากบริเวณ n ไปยังบริเวณ p เมื่อต่อวงจรแล้วจะเกิดกระแสขึ้น นั่นคือวิธีการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์แบบโฟโตอิเล็กทริก
การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์มีอยู่ 2 ประเภท ประเภทหนึ่งคือโหมดการแปลงแสงเป็นความร้อนเป็นไฟฟ้า อีกประเภทหนึ่งคือโหมดการแปลงแสงเป็นไฟฟ้าโดยตรง
(1) วิธีการแปลงแสงเป็นความร้อนเป็นไฟฟ้าใช้พลังงานความร้อนที่เกิดจากรังสีดวงอาทิตย์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า โดยทั่วไป พลังงานความร้อนที่ถูกดูดซับจะถูกแปลงเป็นไอน้ำของตัวกลางการทำงานโดยตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ จากนั้นกังหันไอน้ำจะถูกขับเคลื่อนเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า กระบวนการเดิมคือกระบวนการแปลงแสงเป็นความร้อน กระบวนการหลังคือกระบวนการเปลี่ยนความร้อนเป็นไฟฟ้า
(2) เอฟเฟกต์ตาแมวใช้เพื่อแปลงพลังงานรังสีดวงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง อุปกรณ์พื้นฐานของการแปลงตาแมวคือเซลล์แสงอาทิตย์ โซลาร์เซลล์เป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานแสงจากแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรงเนื่องจากเอฟเฟกต์โฟโตเจเนอเรชั่นโวลต์ เป็นโฟโตไดโอดสารกึ่งตัวนำ เมื่อแสงอาทิตย์ส่องมาที่โฟโตไดโอด โฟโตไดโอดจะเปลี่ยนพลังงานแสงจากแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าและสร้างกระแสไฟฟ้า เมื่อเซลล์หลายเซลล์เชื่อมต่อกันแบบอนุกรมหรือแบบขนาน เซลล์แสงอาทิตย์แบบอาร์เรย์สี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีกำลังขับค่อนข้างมากสามารถก่อตัวขึ้นได้