תחת פעולת השדה החשמלי של צומת pn, החורים זורמים מאזור n לאזור p, והאלקטרונים זורמים מאזור p לאזור n, והזרם נוצר לאחר שהמעגל הוא מופעל. כך פועלים תאים סולאריים עם אפקט פוטו-אלקטרי.
ישנן שתי דרכים לייצור חשמל סולארי, האחת היא מצב המרת אור-חום-חשמל, והשנייה היא מצב המרה ישירה של אור-חשמל.
(1) מצב המרת אור-חום-חשמל מייצר חשמל על ידי שימוש באנרגיית החום שנוצרת מקרינת השמש, המומרת בדרך כלל על ידי קולט השמש לאדים של נוזל העבודה, ולאחר מכן מניעה את טורבינת הקיטור לייצור חשמל. התהליך הקודם הוא תהליך המרת אור-חום;
(2) שיטת המרה ישירה פוטו-חשמלית שיטה זו משתמשת באפקט הפוטואלקטרי כדי להמיר ישירות אנרגיית קרינת שמש לאנרגיה חשמלית, והמכשיר הבסיסי להמרה פוטו-חשמלית הוא התא הסולארי. תא סולארי הוא מכשיר הממיר באופן ישיר אנרגיית אור שמש לאנרגיה חשמלית עקב אפקט וולט שנוצר בפוטו, והוא פוטודיודה מוליכים למחצה, כאשר אור השמש מאיר על הפוטודיודה, הפוטודיודה תהפוך את אנרגיית האור של השמש לאנרגיה חשמלית ותייצר זרם חשמלי . כאשר תאים רבים מחוברים בסדרה או במקביל, הם יכולים להפוך למערך תאים סולאריים עם הספק מוצא גדול יחסית.
