Enkelt sagt er princippet for solcellepaneler, at de kan omdanne solenergi til elektrisk energi, og det mere komplicerede er, at solcellepaneler bruger princippet om solcelleeffekt. Det fulde navn på den såkaldte fotovoltaiske effekt kaldes den fotovoltaiske effekt af halvleder-PN-forbindelsen. Når først lyset bestråler objektet, vil ladningsfordelingstilstanden inde i objektet ændre sig, og så vil der være strøm.
Overfladen af solcellecellen er dækket af et lag af halvleder tynd film, som minder meget om metal tynd film. Når først sollys rammer halvlederarket, vil en stor del af sollyset blive absorberet af halvlederen. Sollyset, der absorberes af halvlederen, vil blive omdannet til to former: Den ene omdannes til varmeenergi; den anden er generationen af hulpar. De bærere, der genereres nær PN-forbindelsen, kommer ind i rumladningsområdet. Under påvirkning af det indre elektriske felt kommer elektronstrømmen og hulstrømmen ind i henholdsvis N-regionen og P-regionen, hvilket resulterer i, at overskydende elektroner og huller lagres i henholdsvis N-regionen og P-regionen. De to danner en fotogenereret elektrisk felt nær PN-krydset (forskelligt fra barriereretningen). Det fotogenererede elektriske felt svækker ikke kun det elektriske barrierefelt, men får også P- og N-regionerne til at blive ladet med henholdsvis positive og negative punkter. På denne måde opstår elektromotorisk kraft. Hvis metalledningerne er svejset til P-typen og N-laget, vil der, når belastningen er tilsluttet, gå strøm gennem det eksterne kredsløb.
Ved at forbinde flere batterielementer henholdsvis i serie eller parallelt dannes spænding og strøm, der opfylder folks behov, og solenergi vil blive omdannet til lysenergi. Derudover er den side, der modtager sollys, dækket af et lag siliciumoxidfilm, dens funktion er at reducere reflektionen af sollys og øge solcellens absorption af sollys.