Le celle solari producono corrente a partire dalla luce del Sole; il loro componente principale è un semiconduttore, generalmente il silicio. Si definisce semiconduttore un materiale che non è assimilabile né agli isolanti, né ai conduttori, le cui proprietà elettriche possono essere condizionate dall'apporto di additivi (drogaggio). La cella solare è composta da due strati adiacenti di materiale semiconduttore. Gli strati sono dotati di contatti metallici separati e vengono drogati in modo tale da generare uno strato denominato "n" (n = negativo), con un eccesso di elettroni, e uno strato subordinato "p" (p = positivo), con una carenza di elettroni. Pertanto, a causa della disparità di elettroni, dall'area "n" all'area "p" si ha un passaggio di elettroni tale da formare un campo elettrico all'interno della struttura del semiconduttore, la cosiddetta "zona di carica spaziale".

In una cella solare, lo strato "n" superiore è così sottile che i fotoni della luce solare incidente sono in grado di attraversarlo e di cedere la loro energia ad un elettrone nella zona di carica spaziale. L'elettrone così eccitato è in grado di spostarsi: segue il campo elettrico interno e fuoriesce dalla zona di carica spaziale, dirigendosi verso i contatti metallici dello strato "p". Collegando un'utenza, il circuito elettrico si chiude: gli elettroni si spostano attraverso l'utenza verso il contatto posteriore della cella solare e infine ritornano nella zona di carica spaziale.