प्रकाश संश्लेषक सौर सेल ऐसे उपकरण हैं जो प्रकाश पर प्रतिक्रिया करते हैं और प्रकाश ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करते हैं। कई प्रकार की सामग्रियाँ हैं जो फोटोवोल्टिक प्रभाव उत्पन्न कर सकती हैं, जैसे मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन, पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन, अनाकार सिलिकॉन, गैलियम आर्सेनाइड, सेलेनियम इंडियम कॉपर, आदि। बिजली उत्पादन का उनका सिद्धांत मूल रूप से एक ही है, और अब हम फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन की प्रक्रिया का वर्णन करने के लिए एक उदाहरण के रूप में क्रिस्टल का उपयोग करेंगे। पी-टाइप क्रिस्टलीय सिलिकॉन को फॉस्फोरस के साथ डोप करके एन-टाइप सिलिकॉन प्राप्त किया जा सकता है, जिससे एक पीएन जंक्शन बनता है।
जब सौर सेल की सतह पर प्रकाश चमकता है, तो फोटॉन का एक हिस्सा सिलिकॉन सामग्री द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है; फोटॉन की ऊर्जा सिलिकॉन परमाणुओं में स्थानांतरित हो जाती है, जिससे इलेक्ट्रॉन संक्रमण करते हैं और मुक्त इलेक्ट्रॉन बन जाते हैं। वे pN जंक्शन के दोनों ओर इकट्ठा होते हैं, जिससे एक संभावित अंतर बनता है। जब एक बाहरी सर्किट जुड़ा होता है, तो इस वोल्टेज की क्रिया के तहत, एक निश्चित आउटपुट पावर उत्पन्न करने के लिए बाहरी सर्किट के माध्यम से एक करंट प्रवाहित होगा। इस प्रक्रिया का सार फोटॉन ऊर्जा का विद्युत ऊर्जा में रूपांतरण है।