Sonnenstrahlung ist eigentlich ein Strom von Photonen. Wenn es auf die Photovoltaikzelle, d. h. den P-N-Übergang, fällt, bewirkt es die Trennung von Paaren: Elektron-Loch. Die freigesetzten negativ geladenen Elektronen und positiv geladenen Löcher sammeln sich an entgegengesetzten Polen der Zelle und erzeugen eine konstante Spannung. Nachdem der Stromkreis von den in Reihe geschalteten Zellen geschlossen ist, wandern die Elektronen durch die metallisierten Kontakte zu den positiven Löchern, um das Potential auszugleichen. Der erzeugte elektrische Strom kann von einem Photovoltaik-Wechselrichter verarbeitet oder beispielsweise zur Versorgung von Gleichstromempfängern verwendet werden.