Фотосинтетичке соларне ћелије су уређаји који реагују на светлост и претварају светлосну енергију у електричну. Постоји много врста материјала који могу генерисати фотонапонске ефекте, као што су монокристални силицијум, поликристални силицијум, аморфни силицијум, галијум арсенид, селен индијум бакар, итд. Њихов принцип производње енергије је у основи исти, а сада ћемо користити кристале као пример за описивање процеса фотонапонске производње електричне енергије. Кристални силицијум П-типа се може допирати фосфором да би се добио силицијум Н-типа, формирајући пН спој.
Када светлост сија на површину соларне ћелије, део фотона се апсорбује силицијумским материјалом; Енергија фотона се преноси на атоме силицијума, узрокујући да електрони прелазе и постају слободни електрони. Они се окупљају на обе стране пН споја, формирајући потенцијалну разлику. Када је спољно коло повезано, под дејством овог напона, струја ће тећи кроз спољашње коло да би се створила одређена излазна снага. Суштина овог процеса је претварање енергије фотона у електричну енергију.