Los paneles solares funcionan como baterías. Dos materiales diferentes se colocan juntos y los electrones se mueven desde uno a otro basado en propiedades químicas. Hay muchos tipos de materiales para construir celdas solares, y no todos ellos funcionan de la misma manera.
En los más simples, un fotón de luz golpea un electrón de un metal, y ese electrón salta a otro átomo generándose un movimiento de electrones a través del material (lo cuál es en esencia electricidad).
Pero la mayoría de las células solares (células fotoeléctricas o fotovoltáicas ) usan materiales semiconductores. Los semiconductores son elementos que tienen una conductividad eléctrica muy pequeña, pero superior a la de un aislante. Los más utilizados son los de silicio. El silicio es un material muy abundante y de bajo costo. Las celdas solares usan semiconductores para crear lo que se llama uniones p-n.
En una celda solar de silicio, los dos lados de la unión pn están hechas de silicio. Una pequeña cantidad de fósforo se añade a un lado, para hacer un semiconductor tipo n. Una pequeña cantidad de boro se añade al otro lado para hacer un semiconductor tipo p.
El fósforo tiene un electrón más en su capa exterior que el silicio. El boro tiene uno menos. El electrón "adicional" del fósforo se convierte en un electrón de conducción ya que este puede moverse en el material. En el silicio tipo p (el que tiene Boro) el electrón que falta en el boro crea un "agujero". Un electrón del átomo del silicio se puede mover para llenar el agujero, dejando un agujero atrás. De esta manera, los agujeros atraen más electrones y se crea un movimiento de 
Cuando los dos se ponen juntos para formar una unión pn, los electrones de fósforo en el silicio de tipo n son atraídos por los agujeros dejados por el boro en el silicio de tipo p. Esto crea un gradiente de voltaje en la célula. Cuando un fotón de luz llega al semiconductor, un electrón es excitado y se convierte en un electrón de conducción. Se mueve a lo largo del gradiente de voltaje desde el lado negativo de la célula hacia el lado positivo.
Cuando la célula solar está conectada a una bombilla los electrones pueden fluir a través de los cables y volver al otro lado de la unión pn, rellenando los agujeros, así que todo el proceso puede empezar de nuevo y en ese proceso generar luz en la bombilla.
