Stručne povedané, princíp fungovania solárneho článku je založený na fotoelektrickom efekte polovodičov. Keď slnečné svetlo svieti na polovodičový materiál, energia fotónov je absorbovaná materiálom, čím sa elektróny vzrušujú, aby preskočili z valenčného pásma do vodivého pásma. Tento proces vytvára páry elektrónových -dier. Tieto elektróny a diery podstupujú sériu zložitých pohybov vo vnútri bunky, nakoniec sa zhromažďujú a premieňajú na výstup elektrickej energie.
Konkrétne absorpcia svetla je východiskovým bodom pre prevádzku solárneho článku. Keď atómy v polovodičovom materiáli absorbujú fotónovú energiu, ak energia fotónu presiahne zakázané pásmo polovodiča, elektróny vo valenčnom pásme preskočia do vodivého pásma a zanechajú za sebou diery, čím sa vytvoria páry elektrónových -dier. Ak vezmeme ako príklad kremík, jeho zakázaný pás je približne 1,12 eV, čo znamená, že keď je energia fotónu väčšia ako táto hodnota, elektróny v kremíku môžu absorbovať energiu a preskočiť.
Ďalej je to vytvorenie vstavaného-elektrického poľa. Na rozhraní medzi polovodičmi typu P- a N- sa v dôsledku rozdielu v koncentrácii nosiča medzi týmito dvoma polovodičmi vytvára zabudované- elektrické pole. Smer tohto elektrického poľa je od polovodiča typu N k polovodiču typu P-, ktorý hrá kľúčovú úlohu pri separácii párov elektrónových -dier.
Vo fáze oddeľovania náboja a transportu sú páry elektrónových -dier generované svetelným žiarením účinne oddelené vstavaným-elektrickým poľom. Elektróny sú tlačené smerom k strane polovodiča typu N-, zatiaľ čo diery sú tlačené smerom k strane polovodiča typu P-, čím sa posúvajú smerom k dvom koncom článku. Tieto nosiče náboja prúdia cez vodivosť a valenčné pásy polovodiča, cez vonkajší obvod, do záťaže a vytvárajú prúd.
Nakoniec je tu výkonový výstupný stupeň. Keď je solárny článok pripojený k externej záťaži (ako je odpor alebo spotrebič), prúdenie týchto nosičov náboja vo vonkajšom okruhu dodáva energiu do záťaže. Výstupné napätie a prúd solárneho článku ovplyvňujú rôzne faktory vrátane vlastností polovodičového materiálu, intenzity svetla a teploty.
Intenzita svetla úzko súvisí s výstupným prúdom. Keď sa intenzita svetla zvýši, počet párov elektrónových -dier generovaných solárnym článkom sa zvýši, čo vedie k zvýšeniu výstupného prúdu. Zmeny teploty však ovplyvňujú aj výkon solárneho článku. So stúpajúcou teplotou postupne klesá vodivosť polovodičového materiálu, čo do určitej miery ovplyvňuje veľkosť výstupného napätia a prúdu.