Sluneční světlo svítí na polovodičový p-přechod a vytváří nové páry elektron{1}}děr. Pod vlivem vestavěného-elektrického pole p-n přechodu proudí díry z n-oblasti do p-oblasti a elektrony proudí z p-oblasti do n-oblasti a vytvářejí elektrický proud, když je obvod zapojen. Toto je princip fungování solárního článku založeného na fotoelektrickém jevu.
Přímá přeměna fotografie-na{1}}elektřinu využívá fotovoltaický efekt k přímé přeměně energie slunečního záření na elektrickou energii. Základním zařízením pro tuto přestavbu je solární článek. Solární článek je zařízení, které díky fotovoltaickému efektu přímo přeměňuje sluneční energii na elektrickou energii. Jedná se o polovodičovou fotodiodu. Když na fotodiodu dopadá sluneční světlo, přeměňuje sluneční světlo na elektrickou energii a generuje elektrický proud. Mnoho článků zapojených do série nebo paralelně může vytvořit pole solárních článků s relativně velkým výstupním výkonem. Solární články jsou slibným novým typem zdroje energie se třemi hlavními výhodami: stálostí, čistotou a flexibilitou. Solární články mají dlouhou životnost; dokud existuje slunce, lze solární články používat po dlouhou dobu s jednorázovou-investicí. Ve srovnání s výrobou tepelné energie a výrobou jaderné energie solární články nezpůsobují znečištění životního prostředí.
Hlavním specifickým principem fotovoltaického systému výroby elektrické energie je fotoelektrický jev polovodičů. Když foton narazí na kov, jeho energie může být zcela absorbována elektronem uvnitř kovu. Pokud je absorbovaná energie dostatečně velká, elektron může překonat vnitřní přitažlivost kovu, uniknout z kovového povrchu a stát se fotoelektronem. Atomy křemíku mají čtyři vnější elektrony. Pokud se k čistému křemíku přidají atomy s pěti vnějšími elektrony, jako jsou atomy fosforu, stane se z něj polovodič typu N-; pokud se přidají atomy se třemi vnějšími elektrony, jako jsou atomy boru, vznikne polovodič typu P-. Když se zkombinují polovodiče typu P-a N{8}}typu, vznikne na rozhraní potenciálový rozdíl a vznikne solární článek. Když sluneční světlo svítí na P-přechod, díry se pohybují z P-oblasti do N-oblasti a elektrony se pohybují z N-oblasti do P-oblasti a vytvářejí elektrický proud.