A napelem működése
Nem a hétköznapokban használt mechanizmusok elvét követi a napelem, hanem úgy is mondhatnánk, hogy láthatatlanul végzi a munkáját. Ha meg akarjuk érteni ezt a technológiát, akkor meg kell vizsgálnunk az atom szintű folyamatokat is. A napelem áramgenerátornak tekinthető. Ez egy olyan eszköz, amely a fény sugárzási energiáját felhasználva villamos energiát termel. Ez a folyamat Albert Einstein munkásságán, tehát a fényelektromos jelenség elvén alapszik.
A jelenleg forgalmazott eszközök nagyrészt szilíciumból készülnek, ez az elem a második leggyakrabban előforduló anyag a földön. A homok, valamint a szilícium-dioxid ismert megjelenési formája, ezeket egy speciális eljárással kezelik és tisztítják a tiszta szilícium kinyerése érdekében.
A fény átalakítását energiává a félvezető anyagok biztosítják, ebben a rétegben a beérkező fotonok feszültséget hoznak létre, ugyanis az elnyelt sugarak töltésekké alakulnak. Ezt a keletkezett feszültséget a villamos tér szétválasztja, majd vezetékek segítségével elvezeti. A keletkezett energia azonnal felhasználható, de akár akkumulátorban is raktározható.
A gyártók illetve a forgalmazók határozzák meg a napelemek méretét, formáját és kivitelezését. A napelemeket nem egyesével szerelik, hanem modulokba, így ezek el vannak zárva környezettől. A modulokban az elemeket sorosan vagy vegyesen kapcsolják. A feszültség az ilyen rendszerekben általában 12 V körül mozog. A modulok területe nincs előre meghatározva, a néhány négyzetcentimétertől egészen a néhány négyzetméterig terjedhet. A teljesítménye is hasonlóan tág keretek között mozog, de akár több száz watt is lehet.
A napelemek hatásfoka eltérő lehet, az otthonunkban felszerelhető eszközök maximálisan 15-17%-ot érhetik el, azonban labori körülmények között már 30% fölötti értékek is lehetségesek. Ezek az értékek az egy rétegű konstrukciókra jellemzőek. A szakemberek viszont azon az állásponton vannak, hogy egy többrétegű napelemmel akár 60% hatásfok is elérhető.
A napelem felhasználás fokozatosan terjed el, a jövőben még nagyobb áttörések várhatók e téren. A legnagyobb előnye ennek a módszernek az, hogy bármilyen nemű káros anyag kibocsátása nélkül termeli az energiát. A szélesebb körű elterjedésének csak az előállítási és beépítési költségei vetnek gátat.
Ha a hétköznapi életünkben szemlélődünk, akkor ott is találhatunk olyan eszközöket, amelyek hasonló elven működnek. Ilyen például a napelemes számológép vagy a napelemes kerti lámpa is.
A napelem egy olyan eszköz, amely már régóta él a köztudatban. Azonban azt kevesen tudják, hogy eltérő hatásfokkal rendelkező különböző típusai vannak. 
Nem a hétköznapokban használt mechanizmusok elvét követi a napelem, hanem úgy is mondhatnánk, hogy láthatatlanul végzi a munkáját. Ha meg akarjuk érteni ezt a technológiát, akkor meg kell vizsgálnunk az atom szintű folyamatokat is. 
Biztosan sokunkban felmerült már a kérdés, hogy a piacokon kapható árukat el tudnánk e készíteni saját magunknak, megspórolva ezzel a kiadások jelentős részét. A napkollektorok tekintetében ez csak bizonyos szakmai tudással valósulhat meg. 
Miért is lehet praktikus a nap energiájának a használata? Egyrészt azért, mert a környezet terhelése nélkül történik az energia átalakítása. Másrészt pedig azért, mert saját magunknak tudunk áramot termelni, ezáltal függetlenítjük magunkat a különböző szolgáltatóktól. 
A napelemek segítségével előállított villamos energiát sokféleképpen hasznosíthatjuk, akár fűtésre is alkalmas. Azonban nem mindegy, hogy ezt a folyamatot miként alakítjuk ki. A fűtés napenergiával való támogatása erőteljes körültekintést igényel. 
Manapság mindenkit érintő probléma a rezsiköltségek folyamatos emelkedése, ezért fontos, hogy a figyelmünket valamilyen alternatív energiaforrás felé fordítsuk, és így takarékoskodjunk, mind az energiával, mind a pénzzel. Gondoljunk bele, a Nap egy kiapadhatatlan energiaforrás, ha gazdaságosság és a környezetvédelem szempontjait is figyelembe vesszük, akkor biztosan a napenergia hasznosítása mellett tesszük le a voksunkat.