Päikesepatarei on kombinatsioon mitmest fotogalvaanilisest elemendist, see tähendab seadmetest, mis on võimelised muutma päikesekiirgust elektrivooluks. Mida rohkem selliseid elemente aku sees on, seda suuremat erinevust elektrilises potentsiaalis see tekitada võib.
Fotorakkude tööpõhimõte põhineb sisemise fotoelektrilise efekti fenomenil, mille E. Becquerel avastas 1839. aastal. Kuid alles alates 20. sajandi keskpaigast sai tänu teaduse ja tehnika arengule võimalik toota kompaktseid, odavaid ja tõhusaid päikesepatareisid. Ja vastavalt avas koheselt rohkesti võimalusi nendest koosnevate päikesepaneelide kasutamiseks.
Kui selgitada fotoelemendi tööpõhimõtet kõige lihtsamate sõnadega, siis on see pooljuht, mis koosneb kahest ränilauast koos teatud lisanditega. Need lisandid tekitavad ühes plaadis liialt elektrone ja teises teises nende puudust. Vältimaks liigsete elektronide spontaanset liikumist tsooni, kus neid ei piisa, asub nende kahe kihi piiril nn blokeeriva kihi tsoon. See liikumine saab toimuda ainult välise mõju all.
Selline väline mõju on päikesevalguse footonid. Oma energia kätte saanud, suudavad elektronid ületada blokeeriva kihi tsooni takistuse. Pooljuhis ilmneb potentsiaalne erinevus, seetõttu hakkab vool voolama.
Elektrivoolu tugevus sõltub otseselt fotoraku pinnale haaratud footonite arvust. Ja see kogus sõltub omakorda paljudest teguritest, millest kõige olulisem on päikese kiirituse intensiivsus. Selle põhjal on lihtne mõista, miks päikesepaneele kasutatakse peamiselt lõunapoolsetes piirkondades. Sellistes riikides nagu Hispaania, Itaalia, Kreeka, Türgi jt moodustab päikesepaneelide energia märkimisväärse osa kogu tarbitavast energiast, eriti suvel.
Muidugi on päikesepaneelidel puudusi. Ilma valgusallikata ei saa nad töötada ööpäevaringselt, seetõttu on pinge stabiliseerimiseks ja elektrilaengu kogumiseks vaja nendega ühendada seadmeid. Need on suhteliselt kerged ja vajavad seetõttu palju kasutamisruumi. Kuid neil on palju eeliseid. Seal, kus on võimalik teha väikese võimsusega ja samal ajal on võimatu ühendada elektrivõrkudega, on päikesepaneelid lihtsalt asendamatud. Noh, mehitatud kosmoselaevad ja jaamad ei saa ilma nendeta üldse hakkama.
