Preprosto povedano, princip solarnih fotonapetostnih panelov je, da lahko pretvarjajo sončno energijo v električno energijo, bolj zapleten pa je, da fotovoltaični paneli uporabljajo princip fotovoltaičnega učinka. Polno ime tako imenovanega fotovoltaičnega učinka se imenuje fotovoltaični učinek polprevodniškega PN spoja. Ko svetloba obseva predmet, se bo stanje porazdelitve naboja znotraj predmeta spremenilo in takrat bo nastal tok.
Površina sončne fotovoltaične celice je prekrita s plastjo polprevodniškega tankega filma, ki je zelo podoben kovinskemu tankemu filmu. Ko sončna svetloba zadene polprevodniško ploščo, bo polprevodnik absorbiral velik del sončne svetlobe. Sončna svetloba, ki jo absorbira polprevodnik, se bo pretvorila v dve obliki: ena se pretvori v toplotno energijo; drugi je ustvarjanje parov lukenj. Nosilci, ki nastanejo v bližini PN spoja, vstopijo v območje prostorskega naboja. Pod delovanjem notranjega električnega polja pretok elektronov in pretok lukenj vstopita v območje N oziroma območje P, kar povzroči, da se odvečni elektroni in luknje shranijo v območju N oziroma v območju P. Oba tvorita foto-generirano električno polje v bližini PN spoja (različno od smeri pregrade). Fotografsko ustvarjeno električno polje ne oslabi samo pregradnega električnega polja, temveč tudi povzroči, da se območja P in N naelektrita s pozitivnimi oziroma negativnimi točkami. Na ta način se pojavi elektromotorna sila. Če so kovinski vodi privarjeni na plast P-tipa in plast N-tipa, potem ko je obremenitev priključena, bo skozi zunanje vezje tekel tok.
Povezovanje več baterijskih elementov zaporedno ali vzporedno bo ustvarilo napetost in tok, ki ustrezata potrebam ljudi, sončna energija pa se bo pretvorila v svetlobno energijo. Poleg tega je stran, ki sprejema sončno svetlobo, prekrita s plastjo filma silicijevega oksida, njegova funkcija je zmanjšati odboj sončne svetlobe in povečati absorpcijo sončne svetlobe s sončno celico.