Uma célula fotovoltaica é formada por duas camadas muito finas de silício, uma contaminada com cargas negativas (impurezas que fornecem eletrões livres) e outra com cargas positivas (impurezas que criam lacunas, ou falta de eletrões livres) e, por isso, são designadas tipo n e tipo p, respetivamente.

Ao juntar-se as duas camadas forma-se uma placa muito fina (como uma folha de papel rígida) formando uma junção pn.

Os fotões contidos na radiação solar, ao incidirem sobre a célula, interatuam com os eletrões contidos na camada exposta (do tipo n), provocando uma diferença de potencial de aproximadamente 0,5 V entre os terminais da junção pn. De um terminal para o outro pode então circular uma corrente elétrica proporcional à área da célula fotovoltaica.