Máy phát điện là thiết bị biến đổi cơ năng thành điện năng dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Nguồn cơ năng sơ cấp có thể là các động cơ tua bin hơi (nhiệt điện than, khí đốt, điện hạt nhân), tua bin nước (thủy điện), động cơ đốt trong (máy phát điện chạy xăng, dầu), tua bin gió (điện gió)... Máy phát điện đầu tiên được sáng chế vào năm 1831 là đĩa Faraday, do nhà khoa học người Anh Michael Faraday chế tạo.
Pin Mặt trời, tấm năng lượng Mặt trời hay tấm quang điện (Solar panel) bao gồm nhiều tế bào quang điện (solar cells) - là phần tử bán dẫn có chứa trên bề mặt một số lượng lớn các cảm biến ánh sáng là điốt quang. Cường độ dòng điện, hiệu điện thế hoặc điện trở của pin Mặt trời thay đổi phụ thuộc bởi lượng ánh sáng chiếu lên chúng.
Tế bào quang điện được ghép lại thành khối để trở thành pin Mặt trời (thông thường 60 hoặc 72 tế bào quang điện trên một tấm pin Mặt trời). Tế bào quang điện có khả năng hoạt động dưới ánh sáng Mặt trời hoặc ánh sáng nhân tạo để biến đổi quang năng thành điện năng. Sự chuyển đổi này thực hiện theo hiệu ứng quang điện trong bán dẫn. Hoạt động của pin Mặt trời được chia làm ba giai đoạn:
Đầu tiên, năng lượng từ các photon ánh sáng được hấp thụ và hình thành các cặp electron - lỗ trống trong chất bán dẫn.
Các cặp electron - lỗ trống sau đó bị phân chia bởi ngăn cách tạo bởi các loại chất bán dẫn khác nhau (lớp chuyển tiếp p-n). Hiệu ứng này tạo nên hiệu điện thế của pin Mặt trời.
Dòng điện tạo ra từ pin mặt trời là dòng điện DC, nên để hòa điện lưới phải cần bộ inverter để chuyển đổi thành dòng AC. Ngoài ra, với điện Mặt trời mái nhà muốn sử dụng trực tiếp cho hộ gia đình cần phải có bộ lưu điện (pin, ắc quy) để có thể cung cấp điện vào ban đêm khi không có ánh sáng Mặt trời.