太陽電池はシリコンなどの半導体の一種であり、太陽の光エネルギーを直接電気エネルギーに変換するもので、電気を貯める性質がないため、電池というよりは「発電機」の役割をします。半導体が光を受けると内部に電子エネルギーが与えられ電流が起きる性質を利用しています。
半導体にはそれぞれ電気的性質の異なるｎ型シリコンとｐ型シリコンがあり、太陽電池はこの2つをつなぎ合わせた構造になっています。太陽電池に光が当たると、その光エネルギーは太陽電池内に吸収され、これにプラスとマイナスをもった粒子（正孔と電子）が生まれ、マイナスの電気はｎ型半導体側へ、プラスの電気はｐ型半導体側へ多く集まります。このため太陽電池の表面と裏面につけた電極に電球をつなぐと電流が流れ点灯します。

このように、太陽光発電は太陽電池があれば発電の際に太陽光以外何も使用せず、二酸化炭素や有害な物質を排出しない発電方法なので、クリーンエネルギーと呼ばれます。