Солнечный свет падает на p-n-переход полупроводника, образуя новые пары дырка-электрон. Под действием электрического поля pn-перехода дырки перетекают из p-области в n-область, а электроны перетекают из n-области в p-область. После включения цепи образуется ток. Так работают солнечные батареи с фотоэлектрическим эффектом.
Существует два способа выработки солнечной энергии: один — преобразование света в тепло и электричество, а другой — прямое преобразование света в электричество.
(1) Метод преобразования свет-тепло-электричество использует тепловую энергию, вырабатываемую солнечным излучением, для выработки электричества. Как правило, солнечный коллектор преобразует поглощенную тепловую энергию в пар рабочего тела, а затем приводит в действие паровую турбину для выработки электроэнергии. Первый процесс представляет собой процесс преобразования света в тепло; последний процесс представляет собой процесс преобразования тепла в электричество.
(2) Метод прямого преобразования света в электричество использует фотоэлектрический эффект для прямого преобразования энергии солнечного излучения в электрическую энергию. Основным устройством для преобразования света в электричество является солнечный элемент. Солнечная батарея — это устройство, которое преобразует энергию солнечного света непосредственно в электрическую энергию благодаря фотогальваническому эффекту. Это полупроводниковый фотодиод. Когда солнце светит на фотодиод, фотодиод преобразует световую энергию солнца в электрическую энергию, генерируя ток. Когда много батарей соединены последовательно или параллельно, они могут стать квадратной матрицей солнечных элементов с относительно большой выходной мощностью.