Når sollys skinner på halvlederens pn-overgang, dannes nye hull-elektronpar. Under påvirkning av det innebygde elektriske feltet til pn-krysset flyter hull fra n-regionen til p-regionen, og elektroner strømmer fra p-regionen til n-regionen. Når kretsen er tilkoblet, dannes det strøm. Dette er arbeidsprinsippet til solcelle med solcelleeffekt.
Det er to måter å generere solenergi på: den ene er lys-varme-elektrisitetskonverteringsmetoden, og den andre er den direkte lys-elektrisitetskonverteringsmetoden.
(1) Metoden for konvertering av lys-varme-elektrisitet genererer elektrisitet ved å utnytte varmeenergien som genereres av solstråling. Generelt konverterer solfangeren den absorberte varmeenergien til damp fra arbeidsvæsken, som deretter driver dampturbinen til å generere elektrisitet. Den førstnevnte prosessen er lys-varme-konverteringsprosessen; sistnevnte prosess er varme-elektrisitetskonverteringsprosessen, som er det samme som vanlig termisk kraftproduksjon. Ulempene med solenergiproduksjon er lav effektivitet og høye kostnader. Det anslås at investeringen er minst 5 til 10 ganger dyrere enn for vanlige termiske kraftverk.
(2) Direkte lys-elektrisitet konverteringsmetode Denne metoden bruker den fotovoltaiske effekten til å direkte konvertere solstrålingsenergi til elektrisk energi. Den grunnleggende enheten for lys-elektrisitetskonvertering er solcellen. Solceller er enheter som konverterer sollys direkte til elektrisk energi på grunn av den solcelleeffekten. De er halvlederfotodioder. Når sollys skinner på fotodioden, konverterer fotodioden sollyset til elektrisk energi og genererer strøm. Når mange celler er koblet i serie eller parallelt, kan de danne en solcellegruppe med relativt stor utgangseffekt. Solceller er en lovende ny kraftkilde med tre fordeler: varighet, renslighet og fleksibilitet. Solceller har lang levetid. Så lenge sola eksisterer kan solceller brukes lenge med en engangsinvestering. Sammenlignet med termisk kraftproduksjon og kjernekraftproduksjon forårsaker ikke solceller miljøforurensning.