Die Lichtenergie wird von Solarzellen (siehe links) zu elektrische Energie umgewandelt . Eine Solarzelle oder Photovoltaik Zelle wird aus Halbleitern hergestellt; der berühmteste Halbleiter ist Silizium. Wenn eine Lichtquelle auf eine Solarzelle fällt, so wird ein Teil der Lichtenergie vom Halbleiter absorbiert. Diese Energie bewirkt, dass Elektronen gelöst werden.

Normales reines Silizium ist schwacher Leiter, um die Leitungseigenschaft zu verbessern, wird das Silizium mit Spuren von Phosphor und Brom verunreinigt. Die Zugabe dieser "Verunreigungen" bewirkt weiterhin, dass die freien Elektronen sich in eine gewünschte Richtung bewegen. Dadurch entsteht eine gerichtete Spannung. Indem man Metallkontakte an das obere und untere Ende der Zelle befestigt, wird es möglich, die Spannung aus der Zelle herauszuleiten.

Ein Solarmodul besteht aus einer hochwertigen, kaum reflektierenden Glassscheibe, an deren Innenseite die Solarzellen befestigt sind. Diese Platte wird in einem Aluminiumrahmen gefasst. Die Solarzellen sind in Serie bis zu einer Spannung von etwa 12 V geschaltet Diese 12-Volt-Felder werden untereinander parallel geschaltet, um bei gleichbleibender Spannung die Stromstärke zu erhöhen.
Die Rückseite wird geschützt durch eine weitere Glasschicht oder durch langlebiges Werkstoffe wie Tedlar.

Die Schaltungen werden auf der Rückseite des Moduls durch die Schutzschicht geführt und in einer wetterfesten Verbindungsbox zusammengeführt. An dieser Box werden die weiteren Anschlüsse vorgenommen.
Mehrere Module werden zu einem Modulfeld verbunden.

Ein Solarmodul erzeugt immer Gleichstrom (engl. "DC"), meist mit 12 V Spannung. Ein Solarmodul wie oben auf dem Bild (Größe etwa 1,3 m auf 0,7 m) kann eine Leistung von etwa 80-120 Watt bereitstellen - wenn genug Sonnenernergie einwirkt. Um eine Leistung von 1 kWh bereitszustellen benötigt man eine Oberfläche von etwa 8-10 m². Die "Energie Ernte" von 10 m² hochwertiger Solarmodule beträgt bis zu 1.800 kWh pro Jahr - in Thailand. In Deutschland mit weniger Sonnenstrahlung beträgt sie hingegen nur 800 - 1.000 kWh per year.

Da Solarmodule immer Gleichstrom erzeugen, müssen Gleichstrom-Verbraucher angeschlossen werden (selten) oder der Gleichstrom muss mit einem Wechselrichter zu Wechselstrom ungeformt werden.
Dieser Inverter ist das Herz eines jeden Photovoltaik-Systems. Ein guter, langelebiger Sinus-Inverter kann den Gleichstrom von etwa 10 m² Solarmodule umwandeln.