Fotosintetinės saulės baterijos yra įrenginiai, kurie reaguoja į šviesą ir paverčia šviesos energiją į elektros energiją. Yra daug rūšių medžiagų, galinčių sukurti fotovoltinius efektus, pavyzdžiui, monokristalinis silicis, polikristalinis silicis, amorfinis silicis, galio arsenidas, seleno ir vario varis ir kt. Jų energijos gamybos principas iš esmės yra tas pats, o dabar naudosime kristalus. pavyzdys fotovoltinės energijos gamybos procesui apibūdinti. P tipo kristalinis silicis gali būti legiruotas fosforu, kad būtų gautas N tipo silicis, sudarydamas pN sandūrą.
Kai šviesa šviečia saulės elemento paviršiuje, dalį fotonų sugeria silicio medžiaga; Fotonų energija perduodama silicio atomams, todėl elektronai pereina ir tampa laisvais elektronais. Jie susirenka abiejose pN sankryžos pusėse, sudarydami potencialų skirtumą. Kai prijungiama išorinė grandinė, veikiant šiai įtampai, per išorinę grandinę tekės srovė, kad būtų sukurta tam tikra išėjimo galia. Šio proceso esmė – fotonų energijos pavertimas elektros energija.