Pin mặt trời là một thiết bị phản ứng với ánh sáng và có thể chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành điện. Có nhiều loại vật liệu có thể tạo ra hiệu ứng quang điện, bảng điều khiển năng lượng mặt trời như: silicon đơn tinh thể, silicon đa tinh thể, silicon vô định hình bảng điều khiển năng lượng mặt trời, gallium arsenide, selenide đồng indium, v.v. Nguyên tắc phát điện của họ về cơ bản là như nhau. Bây giờ chúng ta lấy silicon tinh thể làm ví dụ để mô tả quá trình phát điện quang điện. Silicon tinh thể loại P có thể được pha tạp bằng phốt pho để có được silicon loại N, bảng điều khiển năng lượng mặt trời tạo thành một ngã ba P-N.
Khi ánh sáng chiếu xạ bề mặt của pin mặt trời, một phần của photon được hấp thụ bởi vật liệu silicon; bảng điều khiển năng lượng mặt trời năng lượng của các photon được chuyển đến các nguyên tử silicon, bảng điều khiển năng lượng mặt trời khiến các electron trải qua quá trình chuyển đổi, trở thành electron tự do, tập hợp ở cả hai bên của ngã ba PN để tạo thành sự khác biệt tiềm năng. Dưới tác động của điện áp này, bảng điều khiển năng lượng mặt trời sẽ có một dòng điện chảy qua mạch bên ngoài để tạo ra một công suất đầu ra nhất định. Bản chất của quá trình này là: quá trình chuyển đổi năng lượng photon thành năng lượng điện.