Kako globalni izvori energije postaju sve napetiji, solarna energija se naziva novim razvojem energije, a mi koristimo više solarnih ćelija u našim životima. Solarna ćelija temelji se na poluvodičkim materijalima. Nakon što fotoelektrični materijal apsorbira svjetlosnu energiju i dođe do fotoelektrične pretvorbe, tako da generira struju, koji je princip rada solarne ćelije? Solarna ćelija je uređaj koji izravno pretvara svjetlosnu energiju u električnu energiju kroz fotoelektrični efekt ili fotokemijski učinak. Kada sunce sja na poluvodič, dio se odbija od površine, a ostatak se upija ili prenosi poluvodičem. Dio apsorbirane svjetlosti, naravno, postaje toplina, dok se drugi fotoni sudaraju s valentnim elektronima koji čine poluvodič, stvarajući tako parove elektron-rupa. Na taj se način svjetlosna energija pretvara u električnu energiju u obliku parova elektron-šupljina.
Fizička osnova solarnih ćelija
Kada sunčeva svjetlost osvijetli pn spoj, elektroni u elektronovima oslobađanja poluvodiča nastaju uslijed stjecanja svjetlosne energije, pa se tako stvaraju parovi elektrona-šupljina, a pod djelovanjem barijerenog električnog polja elektroni se pokreću prema području uzorka. Rupe se pokreću prema području P-tipa, tako da u tom području ima viška elektrona, a P regija ima višak rupa. Tako se u blizini pn spoja formira foto-generirano električno polje suprotno smjeru električnog polja barijere.
Ako postoji poluvodički pn spoj, na obje strane p-tipa i n-tipa sučelja formira se barijerno električno polje, koje može dovesti elektrona u N područje i rupe u P područje, tako da postoji višak. elektrona u N regiji, te postoji višak P područja. Rupa tvori generirajuće električno polje svjetla koje je suprotno smjeru električnog polja barijere u blizini PN spoja.
Postoji više od dvanaest poluvodičkih materijala za proizvodnju solarnih ćelija, pa tako postoje mnoge vrste solarnih ćelija. Danas su najzrelije i komercijalno vrijedne solarne ćelije silikonske solarne ćelije. U nastavku navodimo silikonske solarne ćelije kao primjer za detaljno uvođenje principa rada solarnih ćelija.