太阳光由许多叫做光子的微小能源粒子组成。光伏系统使用半导体材料（比如硅），来吸收一部分光子并将其转换为电子。这一过程称为光电效应，也是光伏电池将太阳光转化为电能的基础物理过程。光伏电池的特殊内建电场，为电流通过外部负载（例如电灯泡）提供了所需要的电压。