Το σύστημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από ηλιακές κυψέλες κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας την αρχή του φωτοβολταϊκού φαινομένου. Είναι ένα σύστημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που μετατρέπει άμεσα την ενέργεια της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρική ενέργεια. Αποτελείται κυρίως από δύο μέρη: συστοιχία ηλιακών κυψελών και μετατροπέα. Όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα: Όταν έχει ηλιοφάνεια κατά τη διάρκεια της ημέρας, η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τη συστοιχία ηλιακών κυψελών μεταδίδεται απευθείας στο δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος μέσω του συνδεδεμένου στο δίκτυο μετατροπέα ή η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από την ηλιακή ενέργεια παρέχεται απευθείας στο Φορτίο AC μέσω του συνδεδεμένου στο δίκτυο μετατροπέα.
Η παραγωγή ηλιακής φωτοβολταϊκής ενέργειας βασίζεται σε μονάδες ηλιακών κυψελών και στις ηλεκτρονικές ιδιότητες των υλικών ημιαγωγών. Όταν το ηλιακό φως λάμπει στη διασταύρωση PN ημιαγωγών, η περιοχή φραγμού σύνδεσης PN δημιουργεί ένα ισχυρό ενσωματωμένο ηλεκτροστατικό πεδίο, έτσι ώστε τα μη ισορροπημένα ηλεκτρόνια και οι οπές που δημιουργούνται στην περιοχή φραγμού ή τα μη ισορροπημένα ηλεκτρόνια και οι οπές που δημιουργούνται έξω από την περιοχή φραγμού αλλά διαχέονται στο φράγμα Η περιοχή, υπό τη δράση του ενσωματωμένου ηλεκτροστατικού πεδίου, κινείται σε αντίθετες κατευθύνσεις και αφήνει την περιοχή φραγμού, με αποτέλεσμα την αύξηση του δυναμικού της περιοχής P και τη μείωση του δυναμικού της περιοχής Ν, δημιουργώντας έτσι τάση και ρεύμα στο εξωτερικό κύκλωμα, μετατρέποντας την φωτεινή ενέργεια σε ηλεκτρική.
Τα ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα παραγωγής ενέργειας μπορούν να χωριστούν χονδρικά σε δύο κατηγορίες. Το ένα είναι το συνδεδεμένο στο δίκτυο σύστημα παραγωγής ενέργειας, το οποίο συνδέεται με το δημόσιο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας μέσω μιας τυπικής διεπαφής, όπως μια μικρή μονάδα παραγωγής ενέργειας. το άλλο είναι το ανεξάρτητο σύστημα παραγωγής ενέργειας, το οποίο σχηματίζει ένα κύκλωμα μέσα στο δικό του σύστημα κλειστού κυκλώματος. Το συνδεδεμένο στο δίκτυο σύστημα παραγωγής ενέργειας μετατρέπει την λαμβανόμενη ενέργεια ηλιακής ακτινοβολίας σε συνεχές ρεύμα υψηλής τάσης μέσω της φωτοβολταϊκής συστοιχίας μέσω μετατροπής συνεχούς ρεύματος υψηλής συχνότητας και στη συνέχεια εξάγει ένα ημιτονοειδές εναλλασσόμενο ρεύμα με την ίδια συχνότητα και φάση όπως η τάση δικτύου στο πλέγμα μετά την αναστροφή από τον μετατροπέα. Η φωτοβολταϊκή συστοιχία του ανεξάρτητου συστήματος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας θα μετατρέψει πρώτα τη λαμβανόμενη ενέργεια ηλιακής ακτινοβολίας απευθείας σε ηλεκτρική ενέργεια για την τροφοδοσία του φορτίου και θα αποθηκεύσει την περίσσεια ενέργειας στη μπαταρία με τη μορφή χημικής ενέργειας αφού περάσει από τον ελεγκτή φόρτισης.