העיקרון של המרת אנרגיית השמש לאנרגיות שונות הוא: אנרגיית האור מעוררת אלקטרונים להפקת אנרגיה חשמלית;תנועת האלקטרונים יוצרת זרם חשמלי, ובכך הופכת אנרגיית אור לאנרגיה חשמלית.
תהליך המרת אנרגיה סולארית לאנרגיה חשמלית נקרא ייצור חשמל פוטו-וולטאי.העיקרון של ייצור חשמל פוטו-וולטאי הוא להשתמש בפוטונים באור השמש כדי לעורר אלקטרונים בתאים פוטו-וולטאיים ליצירת זרם.תא פוטו-וולטאי הוא מכשיר מוליכים למחצה המורכב בדרך כלל ממספר פרוסות סיליקון.
רקיקת סיליקון מכילה שני חומרים, סיליקון מסומם בזרחן וסיליקון מסומם בבור, בעלי מבנים אלקטרוניים שונים.כאשר אור השמש פוגע בפריסת סיליקון, פוטונים פוגעים באלקטרונים בפריסת הסיליקון, מרגשים אותם מהאטומים שלהם ויוצרים זוג אלקטרונים-חורים בפריסה.סיליקון מסומם בזרחן הוא מוליך למחצה מסוג n, וסיליקון מסומם בבורון הוא מוליך למחצה מסוג p.כאשר השניים מחוברים נוצר שדה חשמלי, והשדה החשמלי גורם לאלקטרונים לנוע וליצור זרם.
זמן פרסום: מרץ-06-2024