Nu hvor du er klar over, hvad fotovoltaiske celler er, så lad os se på, hvordan solceller fungerer. Når halvlederen udsættes for lys, absorberer den lysets energi og overfører den til elektroner, de negativt ladede partikler i materialet. Denne ekstra energi gør det muligt for partiklerne at strømme gennem materialet som en elektrisk strøm. Bevægelsen af elektroner, som bærer en negativ ladning, mod den forreste overflade af den fotovoltaiske celle, skaber en ubalance af elektrisk ladning mellem cellens for- og bagflade. Denne ubalance skaber et spændingspotentiale som de negative og positive poler på et batteri. De elektriske ledere på cellen absorberer disse elektroner. Når lederne er forbundet i et elektrisk kredsløb til en ekstern belastning, for eksempel et batteri, strømmer elektricitet gennem kredsløbet.
Et vigtigt træk ved PV-halvledere er afstanden mellem elektronernes valensbånd og ledningsbåndet, som angiver, hvilke bølgelængder af lys materialet kan absorbere og omdanne til elektrisk energi. Hvis halvlederens båndgab matcher bølgelængderne af lys, der skinner på PV-cellen, så kan den celle effektivt udnytte al den tilgængelige energi.