Kun auringonvalo paistaa puolijohteen pn-liitokseen, muodostuu uusia reikä-elektroni-pareja. Pn-liitoksen sisäänrakennetun sähkökentän vaikutuksesta aukot virtaavat n-alueelta p-alueelle ja elektronit virtaavat p-alueelta n-alueelle. Kun piiri on kytketty, muodostuu virta. Tämä on aurinkosähkövaikutteisen aurinkokennon toimintaperiaate.
Aurinkosähkön tuottamiseen on kaksi tapaa: toinen on valo-lämpö-sähkömuunnosmenetelmä ja toinen suora valo-sähkömuunnosmenetelmä.
(1) Valo-lämpö-sähkömuunnosmenetelmällä tuotetaan sähköä hyödyntämällä auringon säteilyn tuottamaa lämpöenergiaa. Yleensä aurinkokeräin muuntaa absorboidun lämpöenergian käyttönesteen höyryksi, joka sitten käyttää höyryturbiinia tuottamaan sähköä. Edellinen prosessi on valo-lämpömuunnosprosessi; jälkimmäinen prosessi on lämpö-sähkömuunnosprosessi, joka on sama kuin tavallinen lämpövoiman tuotanto. Aurinkolämpövoimantuotannon haittoja ovat alhainen hyötysuhde ja korkea hinta. Sen investointien arvioidaan olevan vähintään 5-10 kertaa kalliimpi kuin tavallisten lämpövoimalaitosten.
(2) Suora valo-sähkömuunnosmenetelmä Tämä menetelmä käyttää aurinkosähköilmiötä auringon säteilyenergian muuttamiseksi suoraan sähköenergiaksi. Valosähkön muuntamisen peruslaite on aurinkokenno. Aurinkokennot ovat laitteita, jotka muuttavat auringonvalon suoraan sähköenergiaksi aurinkosähköilmiön ansiosta. Ne ovat puolijohdevalodiodeja. Kun auringonvalo paistaa valodiodin päälle, valodiodi muuttaa auringonvalon sähköenergiaksi ja tuottaa virtaa. Kun useita kennoja on kytketty sarjaan tai rinnan, ne voivat muodostaa aurinkokennoryhmän suhteellisen suurella lähtöteholla. Aurinkokennot ovat lupaava uusi virtalähde, jolla on kolme etua: pysyvyys, puhtaus ja joustavuus. Aurinkokennoilla on pitkä käyttöikä. Niin kauan kuin aurinko on olemassa, aurinkokennoja voidaan käyttää pitkään kertasijoituksella. Lämpövoiman ja ydinvoiman tuotantoon verrattuna aurinkokennot eivät aiheuta ympäristön saastumista.