מערכת מודולרית פוטוולטאית הוא המרה ישירה של אור לחשמל ברמה האטומית. כמה חומרים התערוכה מאפיין ידוע האפקט הפוטואלקטרי, הגורמת להם לספוג פוטונים של אור, לשחרור אלקטרונים. מודול פוטו הראשון נבנה על ידי מעבדות בל ב-1954.
האפקט פוטו מתרחש בתאים סולאריים. תאים סולאריים אלה מורכבים משני סוגים שונים שלמוליכים למחצה-סוג p, בסוג n - כי הם חברו יחד כדי ליצור צומת p-n.
על ידי הצטרפות אלו שני סוגים של מוליכים למחצה, fieldis חשמלי נוצרו באזור הצומת כאשר אלקטרונים להעביר לצד-p חיובי,חוריםלהעביר n-הצד השלילי. שדה זה גורם שלילי חלקיקים טעונים לנוע בכיוון אחד חיובי חלקיקים טעונים בכיוון ההפוך.
האור מורכב פוטונים. פוטונים אלה יכול להיספג על ידי תא פוטו - הסוג של תאים כי מלחינה פאנלים סולאריים. כאשר אור מתאיםאורך גלזה האירוע על תאים אלה, האנרגיה פוטון מועבר אלאטוםשל החומר מוליכים למחצה צומת p-n. באופן ספציפי, מועבר האנרגיה אלקטרונים בחומר. פעולה זו גורמת האלקטרונים לעבור למצב גבוה יותר אנרגיה המכונה את פס הולכה. זה משאיר מאחורי "חור" ערכיות זה האלקטרון קפצה. תנועה זו של האלקטרון כתוצאה אנרגיה נוספת יוצר שנינושאי המטען, זוג אלקטרון-חור.
עקב השדה החשמלי הקיים כתוצאה צומת p-n, אלקטרונים לעבור n-הצד שלילי ולא חיוביחוריםהעברה לצד-p לכן מגיע עם אפקט פוטו.