Ένα ηλιακό πάνελ είναι ένα συγκρότημα από έναν αριθμό ηλιακών κυψελών (φωτοβολταϊκά) καλυμμένα με προστατευτικό γυαλί στερεωμένα μεταξύ τους σε πλαίσιο από κράμα αλουμινίου. Αυτά τα φωτοβολταϊκά ηλιακά κύτταρα είναι κατασκευασμένα από πυρίτιο, ένα υλικό ημιαγωγών, και κομμένα σε εξαιρετικά λεπτές φέτες.
Κάθε φωτοβολταϊκό στοιχείο έχει ένα αρνητικό στρώμα και ένα θετικό στρώμα. Το αρνητικό ηλεκτρόδιο έχει επιπλέον ηλεκτρόνια και το θετικό ηλεκτρόδιο έχει οπές για να τα συγκρατήσει (φανταστείτε το δοχείο με μπάλα του χταποδιού χωρίς τις μπάλες). Τα ηλεκτρόνια κινούνται σε απόκριση σε ένα ενσωματωμένο ηλεκτρικό πεδίο, το οποίο δημιουργεί μια διαφορά τάσης, έτσι με τους ηλιακούς συλλέκτες, χρειαζόμαστε μόνο λίγη ενέργεια για να σπάσουμε τα ηλεκτρόνια από την τρέχουσα δέσμευσή τους, ώστε να ρέουν από το αρνητικό στρώμα στο θετικό στρώμα .
Ναι, αυτή η πηγή ενέργειας είναι ο ήλιος. Τα φωτόνια από τον ήλιο που χτυπούν συνεχώς την επιφάνεια της γης' είναι το κλειδί για την επίλυση του προβλήματος του τρόπου λειτουργίας των ηλιακών συλλεκτών.
Η ενέργεια από αυτά τα φωτόνια κάνει τα ηλεκτρόνια στο αρνητικό ηλεκτρόδιο του φωτοβολταϊκού στοιχείου να απελευθερωθούν από το μαγνητικό πεδίο και να τα κάνουν να κινούνται, πράγμα που σημαίνει ότι τώρα έχουμε ρεύμα που μπορεί να ρέει, το οποίο ονομάζεται φωτοβολταϊκό φαινόμενο.