Pin mặt trời hoạt động bằng cách thu thập ánh sáng mặt trời và chuyển nó thành năng lượng có thể sử dụng được. Năng lượng này có thể được sử dụng tại chỗ hoặc vận chuyển trong khoảng cách ngắn đến lưới điện địa phương. Một pin mặt trời hiện đại điển hình bao gồm một lớp bảo vệ bên ngoài trong suốt, một lớp tối để hấp thụ các photon và một mạng lưới các hệ thống hỗ trợ bên dưới để cải thiện hiệu quả hoạt động của tế bào.
Lớp ngoài trong suốt của tế bào quang điện thường được làm từ thủy tinh hoặc chất tổng hợp bền. Điều quan trọng là lớp phủ phải trong suốt về mặt quang học để bảo vệ khỏi mất các photon trước khi chúng chạm đến lớp hấp thụ. Lớp hấp thụ là tấm ngăn tối bên trong tế bào. Silicon là chìa khóa cho hoạt động của nó. Các nguyên tử silic sắp xếp tự nhiên để tạo ra một gradient điện làm chuyển các electron theo một hướng chung. Dòng điện này là dòng điện ra khỏi tế bào được lấy bởi các dây dẫn truyền và được đưa đến máy móc, để sử dụng ngay lập tức hoặc đến pin để lưu trữ.
Lớp dưới của tế bào quang điện bao gồm các giá đỡ cấu trúc và làm mát cần thiết để giữ cho tế bào hoạt động. Nhiều tế bào quang điện lớn có động cơ gắn bên dưới để quay chúng liên tục đối mặt với mặt trời. Điều này làm tăng đáng kể số lượng các photon có thể được chụp trong một khoảng thời gian duy nhất của ánh sáng mặt trời. Nó cũng cho phép mỗi tế bào tạo ra nhiều điện hơn.
