Światło promieniowania słonecznego to w rzeczywistości strumień fotonów. Gdy pada on na ogniwo fotowoltaiczne, czyli złącze P-N, powoduje rozbicie par: elektron-dziura. Uwolnione elektrony o ładunku ujemnym i dodatnio naładowane dziury gromadzą się na przeciwnych biegunach ogniwa,  generując stałe napięcie elektryczne.  Po zamknięciu obwodu elektrycznego z połączonych szeregowo ogniw elektrony wędrują w kierunku dodatnich dziur przez metalizowane kontakty w celu wyrównania potencjału. Tak powstały prąd elektryczny może być przetwarzany przez falownik fotowoltaiczny lub wykorzystany np. do zasilania odbiorników prądu stałego.