Las células solares funcionan al recolectar la luz solar y convertirla en energía utilizable. Esta energía puede usarse en el sitio o transportarse a la red eléctrica local a distancias cortas. Una célula solar moderna típica consiste en una capa exterior protectora transparente, una capa oscura para absorber fotones y una red de sistemas de soporte debajo para mejorar la eficiencia operativa de la célula.
La capa exterior transparente de una fotocélula generalmente está hecha de vidrio o sintéticos duraderos. Es esencial que la cubierta permanezca ópticamente transparente para protegerla de la pérdida de fotones antes de que alcancen la capa de absorción. La capa absorbente es el panel oscuro dentro de la célula. El silicio es clave para su funcionamiento. Los átomos de silicio se alinean naturalmente para crear un gradiente eléctrico que arrastra los electrones en una dirección común. Esta corriente es el flujo eléctrico que sale de la celda, que es absorbido por los cables de transmisión y llevado a una máquina, para uso inmediato, o a una batería para almacenamiento.
La capa inferior de una fotocélula consta de los soportes de refrigeración y estructurales que son necesarios para mantener la celda en funcionamiento. Muchas fotocélulas grandes tienen motores montados debajo que las giran para enfrentar al sol continuamente. Esto aumenta considerablemente la cantidad de fotones que se pueden capturar en un solo período de luz solar. También permite que cada celda genere más electricidad.