Apabila cahaya matahari bersinar pada simpang semikonduktor pn, pasangan lubang-elektron baru terbentuk. Di bawah tindakan medan elektrik terbina dalam persimpangan pn, lubang mengalir dari rantau n ke rantau p, dan elektron mengalir dari rantau p ke rantau n. Apabila litar disambungkan, arus terbentuk. Ini adalah prinsip kerja sel suria kesan fotovoltaik.
Terdapat dua cara untuk menjana tenaga suria: satu kaedah penukaran cahaya-haba-elektrik, dan satu lagi kaedah penukaran cahaya-elektrik langsung.
(1) Kaedah penukaran cahaya-haba-elektrik menjana elektrik dengan menggunakan tenaga haba yang dijana oleh sinaran suria. Secara amnya, pengumpul suria menukarkan tenaga haba yang diserap kepada wap bendalir kerja, yang kemudiannya memacu turbin stim untuk menjana elektrik. Proses terdahulu ialah proses penukaran haba cahaya; proses terakhir ialah proses penukaran haba-elektrik, yang sama seperti penjanaan kuasa haba biasa. Kelemahan penjanaan kuasa haba suria ialah kecekapan rendah dan kos yang tinggi. Dianggarkan pelaburannya sekurang-kurangnya 5 hingga 10 kali lebih mahal daripada loji janakuasa haba biasa.
(2) Kaedah penukaran cahaya-elektrik terus Kaedah ini menggunakan kesan fotovoltaik untuk menukar secara langsung tenaga sinaran suria kepada tenaga elektrik. Peranti asas untuk penukaran cahaya-elektrik ialah sel solar. Sel suria adalah peranti yang menukar cahaya matahari secara langsung kepada tenaga elektrik akibat kesan fotovoltaik. Mereka adalah fotodiod semikonduktor. Apabila cahaya matahari bersinar pada fotodiod, fotodiod menukarkan cahaya matahari kepada tenaga elektrik dan menghasilkan arus. Apabila banyak sel disambungkan secara bersiri atau selari, ia boleh membentuk tatasusunan sel suria dengan kuasa keluaran yang agak besar. Sel suria ialah sumber kuasa baharu yang menjanjikan dengan tiga kelebihan: kekal, kebersihan dan fleksibiliti. Sel suria mempunyai jangka hayat yang panjang. Selagi matahari wujud, sel solar boleh digunakan untuk masa yang lama dengan pelaburan sekali sahaja. Berbanding dengan penjanaan kuasa haba dan penjanaan kuasa nuklear, sel solar tidak menyebabkan pencemaran alam sekitar.