Punasest violetseks lainepikkusega päikesekiirgus paiskab päikeseelementi piisavalt energiat, et tekitada elektrit. Kuid päikesepatareid ei reageeri kõikidele valguse vormidele. Infrapunaspektri lainepikkustel on liiga vähe energiat, mis on vajalik päikesepatarei räni elektronide heitmiseks, mis tekitab elektrivoolu. Ultraviolettkiirguse lainepikkustel on liiga palju energiat. Need lainepikkused loovad lihtsalt soojust, mis võib vähendada raku efektiivsust. Kasuliku elektrienergia tootmiseks vajavad päikesepatareid valguse spektris teatud lainepikkusi.
Päikeseraku anatoomia
Päikese- või fotogalvaaniline element on kahekihiline räni võileib; üks kiht, mida nimetatakse N-tüüpi, sisaldab jälgi elementidest nagu arseen, et anda materjalile negatiivne elektrilaeng; teine kiht, mida nimetatakse P-tüüpi, on nööritud teiste positiivset laengut andvate elementidega. Elektriliselt toimivad mõlemad pooled nagu aku klemmid; vooluahelaga ühendamisel voolab elektrivool positiivsest küljest, läbi vooluahela komponentide ja päikesepatarei negatiivsele küljele. Mõned päikesepatareid kasutavad kristalli kujul räni; teised kasutavad amorfset või klaasitaolist räni. Kristalliline räni on valguse teisendamisel tõhusam, kuid maksab rohkem kui amorfne tüüp.
Ereduse mõju
Heledus või heledus on päikesepatareile paistva valguse hulk. Pimedas ei tooda element elektrit. Valguse hulga suurenemisega suureneb ka elemendi vool. Teatud heledustasemel saavutab raku väljund siiski piiri; sellest punktist kaugemale ei anna rohkem valgust täiendavat voolu. Päikesepatarei spetsifikatsioonid sisaldavad nimipinget ja voolutugevust, mis on elemendi väljund otsese päikese käes. Päikesepatarei maksimaalse väljundi saamiseks on oluline suunata see võimalikult otse päikese poole. Näiteks päikesepaneelide paigaldaja paigaldab paneeli nurga alla, mis püüab enamikku päikesekiiri. Nurk sõltub sellest, kus asute maa peal: mida kaugemal põhjast või lõunas olete ekvaatorist, seda järsem on nurk. Mõnel päikeseelektrijaama talul on paneelid mehhanismil, mis kallutab, jälgides päikese igapäevast liikumist taevas.
Spekter, lainepikkus ja värv
Nähtav valgus on osa elektromagnetilisest spektrist, see energia vorm, mis hõlmab ka raadiolainet, ultraviolett- ja röntgenkiirgust. Nähtavas valguses sisalduvad vikerkaare värvid tähistavad erinevaid lainepikkusi; näiteks punase värvi lainepikkus on umbes 700 nanomeetrit ehk miljardik meetrit ja violetse lainepikkuseks on 400 nanomeetrit. Päikeserakud reageerivad paljudele samadele lainepikkustele, mille on tuvastanud inimsilm.
Päikesevalgus või tehisvalgus
Päikesepatareid töötavad tavaliselt hästi koos loodusliku päikesevalgusega, kuna päikeseenergial töötavate seadmete enamik kasutusviise on väljas või kosmoses. Kuna kunstlikud valgusallikad nagu hõõguvad ja fluorestsentslambid jäljendavad Päikese spektrit, võivad päikesepatareid töötada ka siseruumides, toites väikseid seadmeid, näiteks kalkulaatoreid ja kellasid. Muude kunstlike allikate, näiteks laserite ja neoonlampide värvispekter on piiratud päikesepatareid ei pruugi oma valgusega nii tõhusalt töötada.
