Les matériaux semi-conducteurs sont des matériaux capables d'absorber de l'énergie radiative issue du Soleil pour en convertir une partie en énergie électrique. Dans le cas des solides, ce ne sont pas (comme pour les atomes d'un gaz) des niveaux d'énergie qui sont permis mais des bandes d'énergie qui sont permises (la bande de valence et la bande de conduction) et qui sont séparées par une bande interdite. Sous l'effet d'un apport d'énergie suffisante (grâce à une exposition à la lumière du Soleil), les électrons du matériau semi-conducteur franchissent la bande interdite et se retrouvent dans la bande de conduction;