Zonnestraling in de rode tot violette golflengten blaast een zonnecel met voldoende energie om elektriciteit te produceren. Maar zonnecellen reageren niet op alle vormen van licht. Golflengten in het infraroodspectrum hebben te weinig energie die nodig is om elektronen los te laten in het silicium van de zonnecel, het effect dat elektrische stroom produceert. Ultraviolette golflengtes hebben teveel energie. Deze golflengtes creëren eenvoudig warmte, wat de efficiëntie van een cel kan verminderen. Zonnecellen hebben bepaalde golflengten in het lichtspectrum nodig om bruikbare hoeveelheden elektriciteit te genereren.
Anatomie van een zonnecel

Een zonne- of fotovoltaïsche cel is een tweelaags sandwich van silicium; één laag, N-type genoemd, bevat sporen van elementen zoals arseen om het materiaal een negatieve elektrische lading te geven; de tweede laag, P-type genaamd, is doorspekt met andere elementen die een positieve lading geven. Elektrisch werken de twee zijden als de polen van een batterij; wanneer verbonden met een circuit, stroomt een elektrische stroom van de positieve kant, door de circuitcomponenten en naar de negatieve kant van de zonnecel. Sommige zonnecellen gebruiken silicium in kristalvorm; anderen gebruiken een amorf, of glasachtig, silicium. Kristallijn silicium is meestal efficiënter in het omzetten van licht, maar kost meer dan het amorfe type.
Effect van helderheid

Helderheid of helderheid is de hoeveelheid licht die op een zonnecel schijnt. In totale duisternis produceert een cel geen elektriciteit. Naarmate de hoeveelheid licht toeneemt, neemt ook de stroom van de cel toe. Bij een bepaald helderheidsniveau bereikt de uitvoer van de cel echter een limiet; voorbij dit punt geeft meer licht geen extra stroom. De specificaties van een zonnecel omvatten een nominale spanning en stroomsterkte die de output van de cel is onder direct fel zonlicht. Om het maximale rendement uit een zonnecel te halen, is het belangrijk om deze zo direct mogelijk naar de zon te richten. Een zonnepaneel-installateur, bijvoorbeeld, zal een paneel onder een hoek monteren die de meeste zonnestralen opvangt. De hoek hangt af van waar je je op aarde bevindt: hoe verder je naar het noorden of zuiden bent, hoe steiler de hoek. Sommige "boerderijen" op zonne-energie hebben panelen op een mechanisme dat kantelt en de dagelijkse beweging van de zon in de lucht volgt.
Spectrum, golflengte en kleur

Zichtbaar licht maakt deel uit van het elektromagnetische spectrum, een vorm van energie dat omvat ook radiogolven, ultraviolet en röntgenstralen. De kleuren van de regenboog in zichtbaar licht vertegenwoordigen verschillende golflengten; de golflengte van de kleur rood is bijvoorbeeld ongeveer 700 nanometer, of miljardste van een meter, en 400 nanometer is de golflengte voor violet. Zonnecellen reageren op veel van dezelfde golflengten die worden gedetecteerd door het menselijk oog.
Zonlicht of kunstlicht

Zonnecellen werken over het algemeen goed met natuurlijk zonlicht, omdat de meeste toepassingen voor apparaten op zonne-energie buitenshuis of in de ruimte zijn . Omdat kunstmatige lichtbronnen zoals gloeilampen en fluorescentielampen het spectrum van de zon nabootsen, kunnen zonnecellen ook binnenshuis werken en kleine apparaten zoals rekenmachines en horloges van stroom voorzien. Andere kunstmatige bronnen zoals lasers en neonlampen hebben zeer beperkte kleurenspectra; zonnecellen werken mogelijk niet zo effectief met hun licht