Päikesevalgus paistab pooljuhtide pn-siirdele, moodustades uued auk-elektron paarid. Pn-siirde elektrivälja toimel voolavad augud p-piirkonnast n-piirkonda ja elektronid n-piirkonnast p-piirkonda. Pärast vooluringi sisselülitamist moodustub vool. Nii töötavad fotoelektrilise efektiga päikesepatareid.
Päikeseenergia tootmiseks on kaks võimalust, üks on valguse-soojus-elektri muundamine ja teine valgus-elektri otsemuundamine.
(1) Valgus-soojus-elektri muundamise meetod kasutab päikesekiirguse poolt tekitatud soojusenergiat elektrienergia tootmiseks. Üldiselt muundab päikesekollektor neeldunud soojusenergia töökeskkonna auruks ja juhib seejärel auruturbiini elektri tootmiseks. Esimene protsess on valguse kuumuse muundamise protsess; viimane protsess on soojuse muundamise protsess elektriks.
(2) Valguse-elektri otsemuundamise meetod kasutab fotoelektrilist efekti päikesekiirguse energia otseseks muundamiseks elektrienergiaks. Valguse elektriks muundamise põhiseade on päikesepatarei. Päikesepatarei on seade, mis muudab päikeseenergia fotogalvaanilise efekti tõttu otse elektrienergiaks. See on pooljuhtfotodiood. Kui päike paistab fotodioodile, muudab fotodiood päikese valgusenergia elektrienergiaks, tekitades voolu. Kui palju akusid on ühendatud järjestikku või paralleelselt, võib sellest saada suhteliselt suure väljundvõimsusega päikesepatareide ruudukujuline massiiv.