Když na polovodičový pn přechod dopadá sluneční světlo, vytvářejí se nové páry díra-elektron. Působením vestavěného elektrického pole pn přechodu proudí díry z oblasti n do oblasti p a elektrony proudí z oblasti p do oblasti n. Když je obvod zapojen, tvoří se proud. Toto je princip fungování solárního článku s fotovoltaickým efektem.
Existují dva způsoby výroby solární energie: jedním je metoda přeměny světlo-teplo-elektřina a druhým je přímá metoda přeměny světlo-elektřina.
(1) Metoda přeměny světlo-teplo-elektřina vyrábí elektřinu využitím tepelné energie generované slunečním zářením. Obecně platí, že solární kolektor přeměňuje absorbovanou tepelnou energii na páru pracovní tekutiny, která pak pohání parní turbínu k výrobě elektřiny. Prvním procesem je proces přeměny světla na teplo; druhý proces je proces přeměny tepla na elektřinu, který je stejný jako běžná výroba tepelné energie. Nevýhodou solární tepelné energie je nízká účinnost a vysoká cena. Odhaduje se, že jeho investice je minimálně 5x až 10x dražší než u běžných tepelných elektráren.
(2) Přímá metoda přeměny světla na elektřinu Tato metoda využívá fotovoltaický efekt k přímé přeměně energie slunečního záření na elektrickou energii. Základním zařízením pro přeměnu světla na elektřinu je solární článek. Solární články jsou zařízení, která díky fotovoltaickému efektu přeměňují sluneční světlo přímo na elektrickou energii. Jsou to polovodičové fotodiody. Když na fotodiodu dopadá sluneční světlo, fotodioda přeměňuje sluneční světlo na elektrickou energii a generuje proud. Když je mnoho článků zapojeno do série nebo paralelně, mohou vytvořit pole solárních článků s relativně velkým výstupním výkonem. Solární články jsou slibným novým zdrojem energie se třemi výhodami: stálostí, čistotou a flexibilitou. Solární články mají dlouhou životnost. Dokud existuje slunce, solární články lze s jednorázovou investicí používat dlouhodobě. Ve srovnání s výrobou tepelné energie a výrobou jaderné energie solární články nezpůsobují znečištění životního prostředí.