Sončna celica je naprava, ki se odziva na svetlobo in pretvarja svetlobno energijo v električno. Obstaja veliko vrst materialov, ki lahko povzročijo fotovoltaični učinek, kot so: monokristalni silicij, polikristalni silicij, amorfni silicij, galijev arzenid, indij selen baker itd. Njihova načela proizvodnje električne energije so v bistvu enaka, postopek fotoelektrične proizvodnje energije pa je opisan na primeru kristalnega silicija. Kristalni silicij tipa P je mogoče dopirati s fosforjem, da dobimo silicij tipa N, ki tvori PN spoj.
Ko svetloba zasije na površino sončne celice, nekaj fotonov absorbira silicijev material; energija fotonov se prenese na atome silicija, kar povzroči prehod elektronov in postanejo prosti elektroni, ki se zberejo na obeh straneh PN spoja in tvorijo potencialno razliko. Ko je zunanje vezje priključeno, pod delovanjem te napetosti skozi zunanje vezje teče tok, ki ustvari določeno izhodno moč. Bistvo tega procesa je: proces pretvorbe fotonske energije v električno energijo.