物質を構成する原子は、中心に正の電荷を持つ原子核（陽子）と周囲に幾つもの負の電荷を持つ電子からなっております。外部から光などが作用すると最外殻の電子（価電子）は単独に動き回り（自由電子）、近くの正電荷にひかれて移動します。この電子の移動が電流です、この電子が電気の正体です。シリコン系太陽電池はN型半導体（電子）とP型半導体（正孔）の2種類の異なる半導体を貼り合わせた構造（PN接合）をしており、そのままでは電流は流れませんが、その接合面（空乏層）に光が当たると、光のエネルギーにより空乏層に電子と正孔が発生し、電子はN型域に、正孔はP型域に移動し、N型側は負に、P型は正に帯電し、N型とP型の間に電圧（光起電力）が生じ、2種類の半導体に電極を設け、電流を外部に電気エネルギーとして取り出します。太陽の光は地球の大気圏で一部吸収され、弱まり、地上に届いた光のうち、可視光線（約47%、それ以外は紫外線や赤外線）を太陽電池（温度で性能変化）で電気に変換します。天候の状態（光の強度や温度）で発電量が大きく変化します。