Når sollys skinner på halvleder-pn-forbindelsen, dannes nye hul-elektronpar. Under påvirkning af det indbyggede elektriske felt i pn-forbindelsen flyder huller fra n-området til p-området, og elektroner strømmer fra p-området til n-området. Når kredsløbet er tilsluttet, dannes der strøm. Dette er arbejdsprincippet for solcelle med solcelleeffekt.
Der er to måder at generere solenergi på: den ene er lys-varme-elektricitetskonverteringsmetoden, og den anden er den direkte lys-elektricitetskonverteringsmetode.
(1) Metoden til konvertering af lys-varme-elektricitet genererer elektricitet ved at udnytte den varmeenergi, der genereres af solstråling. Generelt omdanner solfangeren den absorberede varmeenergi til damp fra arbejdsvæsken, som derefter driver dampturbinen til at generere elektricitet. Førstnævnte proces er lys-varme konverteringsprocessen; sidstnævnte proces er varme-elektricitet konverteringsprocessen, som er det samme som almindelig termisk elproduktion. Ulemperne ved solvarmeproduktion er lav effektivitet og høje omkostninger. Det anslås, at dets investering er mindst 5 til 10 gange dyrere end i almindelige termiske kraftværker.
(2) Direkte lys-elektricitet konverteringsmetode Denne metode bruger den fotovoltaiske effekt til direkte at omdanne solstrålingsenergi til elektrisk energi. Den grundlæggende enhed til lys-elektricitet konvertering er solcellen. Solceller er enheder, der omdanner sollys direkte til elektrisk energi på grund af den fotovoltaiske effekt. De er halvlederfotodioder. Når sollys skinner på fotodioden, omdanner fotodioden sollyset til elektrisk energi og genererer strøm. Når mange celler er forbundet i serie eller parallelt, kan de danne et solcellearray med relativt stor udgangseffekt. Solceller er en lovende ny strømkilde med tre fordele: Permanens, renlighed og fleksibilitet. Solceller har en lang levetid. Så længe solen eksisterer, kan solceller bruges i lang tid med en engangsinvestering. Sammenlignet med termisk elproduktion og atomkraftproduktion forårsager solceller ikke miljøforurening.