Solarna ćelija je uređaj koji reagira na svjetlost i može pretvoriti svjetlosnu energiju u električnu energiju. Postoje mnoge vrste materijala koji mogu proizvesti fotonaponski učinak, solarni panel kao što su: monokristalin silicij, polikristalni silikon, solarni panel amorfni silicij, galijev arsenid, indijev bakreni selen i tako dalje. Njihovi principi proizvodnje energije su u osnovi isti. Sada uzimamo kristalni silikon kao primjer za opisivanje fotonaponskog procesa proizvodnje energije. Kristalni silikon P tipa može se dopingiti fosforom kako bi se dobio Silicij tipa N, solarni panel koji tvore P-N spoj.
Kada svjetlost ozrači površinu solarne ćelije, dio fotona apsorbira silikonski materijal;solarni panel energija fotona prenosi se na silikonske atome, solarni panel uzrokuje da elektroni prolaze prijelaze, postaju slobodni elektroni, skupljaju se s obje strane PN spoja kako bi stvorili potencijalnu razliku. Pod djelovanjem ovog napona, solarni panel će biti struja koja teče kroz vanjski krug kako bi proizvela određenu izlaznu snagu. Suština ovog procesa je: proces pretvaranja fotona energije u električnu energiju.