Energia słoneczna pochodzi ze słońca, ale energia emitowana przez Słońce pochodzi z syntezy jądrowej na masową skalę. W szczególności jest to połączenie dwóch atomów wodoru w pojedynczy atom helu.
Połączenie dwóch atomów w jeden większy atom wytwarza energię, ponieważ podczas konwersji z dwóch atomów do jednego traci się niewielką masę. Według formuły Einsteina, energia wytworzona z tej reakcji jest równoważna masie utraconej razy prędkość światła do kwadratu.
Reakcja zachodzi w jądrze Słońca, gdzie zwykłe ciśnienie grawitacyjne wyciska gaz wodorowy tak mocno, że atomy są zmuszone do zderzania się ze sobą i łączenia. Energia wytworzona podczas reakcji wytwarza 1300 watów na metr kwadratowy. Część tej energii jest odbijana przez atmosferę, ale każdy metr kwadratowy na Ziemi otrzymuje 4,2 kilowatów dziennie.
Kolektory słoneczne działają, ponieważ zawierają materiał, który wytwarza iskrę, gdy zostanie uderzony przez światło słoneczne. Pierwsze ogniwa słoneczne wykorzystywały selen, ale nowoczesne oparte są na krzemie z domieszką zanieczyszczeń dodawanych w celu poprawy konduktywności. Przeciętne ogniwo słoneczne ma górną warstwę krzemu, która jest dodatnio naładowana, ponieważ zawiera bor i dolną warstwę, która jest naładowana ujemnie, ponieważ zawiera fosfor. Przepływ ładunku między warstwami wytwarza energię elektryczną, która może być przechowywana w akumulatorze do ogólnego użytku.
Za pomocą przemiennika prądu można zmienić prąd stały w baterii na prąd przemienny, ponieważ prąd przemienny jest powszechnie używany w instalacjach elektrycznych w pomieszczeniach.
