Фотоелементите са конвертори (преобразуватели) на енергия. Ето защо и тяхната поддръжка е значително облекчена. Те приемат енергията от слънцето и я преобразуват в друг вид енергия - електричество. Фотоелементите преобразуват светлината в електричество без движещи се части, шум, замърсяване, радиация или поддръжка.
Типичният фотоелемент се състои от полупроводников слой, в който електроните започват своето движение по цялата верига. От двете му страни са закрепени два електрода, челен и заден, които събират освободените от слънчевата енергия електрони. Фотоелементът се покрива с антирефлексен слой, за да се увеличи използването на падналата светлина. Накрая се закрива херметично със стъклен капак, за да се предпазва от неблагоприятни метеорологични условия.
Електрическият ток, породен от слънчевата светлина, се събира от челния електрод, преминава през цялата електрическа верига и се връща във фотоклетката през задния електрод. Фотоелементът сам по себе си не може да консумира произведената енергия. Той се нуждае от товар, като за целта се свързва с Други системни компоненти, които задължително да консумират генерираната енергия. Фотосистемата може да работи както самостоятелно, така също и съвместно с електрическата мрежа (ниско напрежение). Главната разлика между двете системи e в това, че във втория случай фотопреобразувателната системата работи в паралел с електрическите централи в електрическата мрежа. Така фотосистемата може да подава към електрическата мрежа излишната произведена мощност, която не се консумира в момента от самата система или от нейния собственик.
Когато слънцето свети, постоянният ток (ОС) от слънчевия модул се трансформира в променлив (АС) от електронен инвертор, за да може след това се подава към електрическата мрежа. Всеки излишък от енергия от собствения енергоизточник се подава към мрежата, а в случай на нужда се консумира енергия от електрическата мрежа, както обикновено. Когато слънцето не грее, се използва енергия от електрическата мрежа. Фотоклетката усвоява само точно определена зона от слънчевия спектър. Над тази зона слънчевите лъчи само я загряват, без да предизвикват фотоелектрически ефект. Под тази зона енергията на слънчевите лъчи се използва частично, като останалата част също само загрява фотоклетката. Това води до снижаване ефективността на фотопреобразувателния процес.
