Fotogalvaanilise elektrienergia tootmise peamine põhimõte on pooljuhtide fotoelektriline efekt. Kui footon kiiritab metalli, võib selle energia metallis olev elektron täielikult neelata. Elektroni neeldunud energia on piisavalt suur, et ületada metalli sisemine gravitatsioon ja pääseda metalli pinnalt fotoelektroniks. Räni aatomil on neli välist elektroni. Kui viis välist elektroni, näiteks fosfori aatomit, on legeeritud puhtaks räniks, muutub see n-tüüpi pooljuhiks; P-tüüpi pooljuhte saab moodustada kolme välise elektroniga, näiteks booriga, aatomite dopeerimisel puhtaks räniks. Kui p-tüüpi ja n-tüüpi kombineerida, tekib potentsiaalide erinevus kontaktpinna vahel, millest saab päikesepatarei. Kui päikesevalgus kiiritab pn-siiret, liigub vool p-tüüpi küljelt n-tüüpi poolele, moodustades voolu.
Fotoelektriline efekt on nähtus, et valgus põhjustab potentsiaalide erinevust ebaühtlase pooljuhi või pooljuhi ja metalli erinevate osade vahel. Esiteks on see protsess, mille käigus muunduvad footonid (valguslained) elektronideks ja valgusenergia elektrienergiaks; Teine on pinge moodustumise protsess.
Pärast valuplokkide valamist, valuploki purustamist ja viilutamist tehakse polüränist ränivahv, mida töödeldakse. Pn-siirde moodustatakse väikese koguse boori, fosfori jm dopingu ja hajutamise teel. Pärast siiditrükki trükitakse silikoonplaadile hõbepasta, et valmistada võre traat. Pärast paagutamist valmistatakse samaaegselt ka tagumine elektrood ja pinnale kantakse võrejuhtmega peegeldusvastane kate. Siin valmib akuplaat. Suur trükkplaat moodustub akudetailide paigutusest ja kombineerimisest akumooduliteks. Üldjuhul on komponendid ümbritsetud alumiiniumraamiga, esikülg on kaetud klaasiga ja tagakülg on paigaldatud elektroodidega. Akumoodulite ja muude abiseadmetega saab moodustada elektritootmissüsteemi. Alalisvoolu vahelduvvooluks teisendamiseks on vaja paigaldada voolumuundur. Pärast elektritootmist saab seda salvestada aku abil või sisestada avalikku elektrivõrku. Elektritootmissüsteemi maksumusest moodustab akumoodul umbes 50%, voolumuundur, paigalduskulud, muud abikomponendid ja muud kulud moodustavad veel 50%.
