Nå som du er klar over hva fotovoltaiske celler er, la oss ta en titt på hvordan photovoltaiske celler fungerer. Når halvlederen utsettes for lys, absorberer den lysets energi og overfører den til elektroner, de negativt ladede partiklene i materialet. Denne ekstra energien lar partiklene strømme gjennom materialet som en elektrisk strøm. Bevegelsen av elektroner, som bærer en negativ ladning, mot frontoverflaten av den photovoltaiske cellen, skaper en ubalanse av elektrisk ladning mellom cellens fremre og bakre overflate. Denne ubalansen skaper et spenningspotensial, lik de negative og positive polene til et batteri. De elektriske lederne på cellen absorberer disse elektronene. Når lederne er tilkoblet en elektrisk krets til en ekstern last, for eksempel et batteri, strømmer elektrisitet gjennom kretsen.
Et viktig trekk ved PV-halvledere er avstanden mellom valensbåndet til elektroner og ledningsbåndet, som indikerer hvilke bølgelengder av lys materialet kan absorbere og konvertere til elektrisk energi. Hvis halvlederens båndgap samsvarer med bølgelengdene til lyset som skinner på PV-cellen, kan den cellen effektivt utnytte all tilgjengelig energi.