Fotosintetik quyosh xujayralari yorug'likka javob beradigan va yorug'lik energiyasini elektr energiyasiga aylantiradigan qurilmalardir. Monokristalli kremniy, polikristal kremniy, amorf kremniy, galliy arsenid, selen indiy mis va boshqalar kabi fotovoltaik effektlarni yaratishi mumkin bo'lgan ko'plab turdagi materiallar mavjud. Ularning energiya ishlab chiqarish printsipi asosan bir xil va endi biz kristallardan foydalanamiz. fotovoltaik energiya ishlab chiqarish jarayonini tasvirlash uchun misol. P-tipli kristalli kremniyni fosfor bilan qo'shib, pN birikmasini hosil qilib, N-tipli kremniyni olish mumkin.
Quyosh xujayrasi yuzasida yorug'lik porlaganda, fotonlarning bir qismi kremniy moddasi tomonidan so'riladi; Fotonlarning energiyasi kremniy atomlariga o'tkaziladi, bu elektronlarning o'tishini va erkin elektronga aylanishini keltirib chiqaradi. Ular pN birikmasining har ikki tomonida to'planib, potentsial farqni hosil qiladi. Tashqi kontaktlarning zanglashiga olib, bu kuchlanish ta'sirida ma'lum bir chiqish quvvatini hosil qilish uchun tashqi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim o'tadi. Bu jarayonning mohiyati foton energiyasini elektr energiyasiga aylantirishdir.