هنگامی که نور به شکل فوتون به سلول خورشیدی برخورد می کند، انرژی آن جفت های الکترون-حفره را از هم می شکند. هر فوتون با انرژی کافی معمولا می تواند یک الکترون را آزاد کند.

در هوا ذرات با بارهای مثبت و منفی وجود دارند. از تجمع ذرات با بار مثبت، یون مثبت و ذرات با بارمنفی، یون منفی تشكیل می شود.