Celulele solare funcționează prin colectarea luminii solare și transformarea acesteia într-o energie utilizabilă. Această energie poate fi utilizată la fața locului sau la distanțe scurte transportate la rețeaua electrică locală. O celulă fotovoltaică modernă tipică constă dintr-un strat exterior transparent de protecție, un strat întunecat de absorbție a fotonilor și o rețea de sisteme de susținere dedesubt pentru a îmbunătăți eficiența operațională a celulei.
Stratul exterior transparent al unei fotocelule este de obicei realizat din sticlă sau sintetice durabile. Este esențial ca acoperirea să rămână optic transparentă pentru a fi protejată de pierderea fotonilor înainte de a ajunge la stratul absorbant. Stratul absorbant este panoul întunecat din interiorul celulei. Siliconul este cheia funcționării sale. Atomii de siliciu se aliniază în mod natural pentru a crea un gradient electric care împrăștie electronii de-a lungul unei direcții comune. Acest curent este debitul electric din celulă, care este preluat de firele de transmisie și transportat fie la o mașină, fie la o utilizare imediată sau la o baterie pentru stocare.
Stratul inferior al unei fotocelule constă în suporturile de răcire și structurale necesare pentru menținerea celulei în funcțiune. Multe fotocelule mari au motoare montate sub acestea, care le rotesc pentru a face față soarelui în mod continuu. Acest lucru crește foarte mult numărul de fotoni care pot fi capturați într-o singură perioadă de lumină solară. De asemenea, permite fiecărei celule să genereze mai multă energie electrică.