A energia solar vem do sol, mas a energia que o sol emite vem da fusão nuclear em grande escala. Especificamente, é a fusão de dois átomos de hidrogênio em um único átomo de hélio.
A fusão de dois átomos em um único átomo maior produz energia porque uma pequena quantidade de massa é perdida durante a conversão de dois átomos em um. De acordo com a fórmula de Einstein, a energia produzida a partir dessa reação é equivalente à massa perdida vezes o quadrado da velocidade da luz.
A reação ocorre dentro do núcleo do Sol, onde a pressão gravitacional pura comprime o gás hidrogênio com tanta força que os átomos são forçados a colidir uns com os outros e se fundir. A energia produzida pelas reações produz 1.300 watts por metro quadrado. Parte dessa energia é desviada pela atmosfera, mas cada metro quadrado na Terra recebe 4,2 quilowatts por dia.
Os coletores solares funcionam porque contêm um material que produz uma faísca quando é atingido pela luz solar. As primeiras células solares usavam selênio, mas as modernas são baseadas em silício com impurezas adicionadas para melhorar a condutividade. Uma célula solar média tem uma camada superior de silício que é carregada positivamente porque contém boro e uma camada inferior que é carregada negativamente porque contém fósforo. O fluxo de carga entre as camadas produz eletricidade que pode ser armazenada em uma bateria recarregável para uso geral.
Um inversor de energia pode ser usado para mudar a eletricidade CC na bateria para CA, já que CA é comumente usado para fiação elétrica em ambientes fechados.
