تعتمد الألواح الشمسية على خلايا ضوئية تصنع غالباً من السيليكون، وهو شبه موصل يستطيع تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء، وتعمل هذه الخلايا من خلال طبقتين مختلفتين من السيليكون تولدان مجالاً كهربائياً داخلياً، فعندما تصطدم فوتونات الضوء بالخلية تمنح بعض الإلكترونات طاقة كافية للتحرر من مواقعها، ثم يدفعها المجال الكهربائي إلى التحرك في اتجاه محدد داخل دائرة خارجية، وبذلك يتولد التيار الكهربائي الذي يمكن استخدامه في تشغيل الأجهزة، وتنتج كل خلية جهداً صغيراً لذلك تُجمع عدة خلايا في وحدات أكبر لزيادة القدرة، وتمتاز هذه التقنية بأن أجزاءها المتحركة شبه معدومة مما يمنحها عمراً طويلاً، ورغم أن كفاءتها ما زالت محدودة نسبياً وأن إنتاجها يتأثر بالطقس وتوفر أشعة الشمس، فإنها تمثل أحد أهم مصادر الطاقة المتجددة القادرة على تلبية جزء كبير من احتياجات العالم إذا توفرت البنية التحتية المناسبة.