Les bases théoriques du photovoltaïque furent posées par Albert Einstein, lorsqu'il reçut en 1921 son seul et unique prix Nobel pour son étude sur l'effet photoélectrique.
De manière simplifiée, Einstein a mis en évidence que la lumière pouvait émettre des électrons métalliques. L’effet photovoltaïque implique ainsi la création d’une tension au sein d’un métal conducteur (le silicium) grâce au mouvement des électrons, ce qui permet au courant de circuler.