Η ηλιακή κυψέλη είναι μια συσκευή που ανταποκρίνεται στο φως και μετατρέπει την φωτεινή ενέργεια σε ηλεκτρική. Υπάρχουν πολλά είδη υλικών που μπορούν να παράγουν φωτοβολταϊκά αποτελέσματα, όπως: μονοκρύσταλλο πυρίτιο, πολυκρυσταλλικό πυρίτιο, άμορφο πυρίτιο, αρσενίδιο του γαλλίου, χαλκός σελήνιο ινδίου και ούτω καθεξής. Οι αρχές παραγωγής ενέργειας τους είναι βασικά οι ίδιες και η διαδικασία παραγωγής φωτοηλεκτρικής ενέργειας περιγράφεται λαμβάνοντας ως παράδειγμα το κρυσταλλικό πυρίτιο. Το κρυσταλλικό πυρίτιο τύπου Ρ μπορεί να προστεθεί με φώσφορο για να ληφθεί πυρίτιο τύπου Ν, σχηματίζοντας μια ένωση PN.
Όταν το φως λάμπει στην επιφάνεια του ηλιακού κυττάρου, μερικά φωτόνια απορροφώνται από το υλικό πυριτίου. η ενέργεια των φωτονίων μεταφέρεται στα άτομα του πυριτίου, με αποτέλεσμα τα ηλεκτρόνια να μεταβούν και να γίνουν ελεύθερα ηλεκτρόνια να συγκεντρωθούν και στις δύο πλευρές της ένωσης PN για να σχηματίσουν μια διαφορά δυναμικού. Όταν το εξωτερικό κύκλωμα είναι συνδεδεμένο, υπό τη δράση αυτής της τάσης, θα υπάρχει ρεύμα που θα ρέει μέσω του εξωτερικού κυκλώματος για να δημιουργήσει μια ορισμένη ισχύ εξόδου. Η ουσία αυτής της διαδικασίας είναι: η διαδικασία μετατροπής της ενέργειας των φωτονίων σε ηλεκτρική ενέργεια.