A beérkező napsugárzás a speciális félvezető elemekben elektromos töltésszétválást generál. A megfelelően méretezett és egymáshoz kapcsolt cellák által leadott energia arányos a besugárzott fény intenzitásával. Ennek megfelelően a napelem rendszer az évszaknak és napszaknak, valamint a földrajzi elhelyezkedésnek megfelelően különböző mértékben termel energiát. 

 

A működés lényege, hogy bizonyos félvezető elemek (pl. szilícium) megfelelő technológiával tudatosan vegyítve olyan tulajdonságokra tesznek szert, hogy „érzékennyé” válnak a fényre, azaz töltésszétválás (szabad töltéshordozó) jön létre. Ez a rengeteg atomi szinten jelentkező hatás megfelelő technológiával összegyűjtve makroszkopikus szinten is számottevő, mérhető, energiaforrásként alkalmazható.

A szilícium napelemek három típusát (kristályosodási módosulat) lehet alkalmazni az igények függvényében:

  • monokristályos szilícium napelem
  • polikristályos szilícium napelelm 
  • amorf szilícium napelem

A mono- és polikristályos modulok hatásfoka 13-18% Az amorf moduloké 6-9% (a hatásfok a felület/teljesítmény vonatkozásban értendő, így az magasabb hatásfok csupán annyit jelent, hogy ugyanazt a teljesítményt kisebb felületen is lehet előállítani) A modulok általában 15-25 év garanciával rendelkeznek, míg az élettartamuk 30-35 év felett van.

Napelem rendszereknél megkülönböztetünk 2 fő csoportot: