یک سلول خورشیدی از دولایه مجزا و متفاوت سیلیکون با یک متد منحصر به فرد ساخته شده است. لذا در یک مسیر مشخص به جریان الکتریکی اجازه عبور می‌دهد. ساختار لایه پایینی به گونه‌ای است که تعداد الکترون کمتری دارد. این لایه نوع-پی یا نوع-مثبت نامیده می‌شود (زیرا الکترون‌ها دارای بار منفی هستند و تعداد آن ها در این لایه بسیار پایین است). درمقابل لایه بالایی به گونه ای ساخته شده است که تعداد الکترون کمتری داشته باشد و با عنوان نوع-ان یا نوع-منفی شناخته می شود.
وقتی یک لایه از سیلیکون نوع-ان روی یک لایه از نوع-پی قرار می‌گیرد، یک مرز در محل اتصال آن ها ایجاد می‌شود (این مرز ناحیه مهمی است که دو نوع مختلف سیلیکون به یکدیگر می‌رسند). با وجود اختلاف تعداد الکترون‌ها در دو لایه، در حالت عادی هیچ الکترونی نمی‌تواند از این مرز عبور کند. حتی اگر ما این ترکیب سیلیکونی را به یک لامپ روشنایی وصل کنیم، لامپ روشن نخواهد شد. با این وجود اگر نور به این ترکیب سیلیکونی تابیده شود، یک اتفاق خارق العاده رخ خواهد داد.
می توان نور را در قالب یک جریان از “ذرات پرانرژی” فوتون درنظر گرفت. زمانی که فوتون‌ها وارد ترکیب سیلیکونی می‌شوند، انرژی خود را به اتم‌های سیلیکون می‌دهند. این انرژی الکترون‌ها را به بیرون از لایه پرتاب میکند. در ادامه الکترون‌ها از لایه نوع-پی و در طول مرز بین دو لایه به سمت لایه نوع-ان پرش می‌کنند و در طول مدار الکتریکی جریان می‌یابند. هرچه نور بیشتری بتابد، الکترون‌های بیشتری پرش می‌کنند و جریان الکتریکی بیشتری برقرار می‌شود. این پدیده‌ی علمی تحت عنوان اثر فوتوولتائیک شناخته می شود.
