Нарны батерей нь хэд хэдэн фотоэлементүүдийн нэгдэл, өөрөөр хэлбэл нарны цацрагийг цахилгаан гүйдэл болгон хувиргах чадвартай төхөөрөмж юм. Ийм элементүүдийг батерейнд оруулах тусам түүний үүсгэж болох цахилгаан чадлын ялгаа илүү их байх болно.
Фотоэлементүүдийн үйл ажиллагааны зарчим нь 1839 онд Э. Беккерелийн нээсэн дотоод фото эффектийн үзэгдэл дээр суурилдаг. Гэвч ХХ зууны дунд үеэс л шинжлэх ухаан, технологийн дэвшлийн ачаар авсаархан, хямд, үр ашигтай нарны зай үйлдвэрлэх боломжтой болжээ. Үүний дагуу нарны зай хураагуурыг ашиглах өргөн боломжийг нэн даруй нээлээ.
Хэрэв бид фото эсийн үйл ажиллагааны зарчмыг хамгийн энгийн үгээр тайлбарлавал энэ нь тодорхой нэмэлт бүхий хоёр цахиурын ялтаснаас бүрдэх хагас дамжуулагч юм. Эдгээр нэмэлтүүд нь нэг ялтсан дахь электронуудын илүүдэл, нөгөө тал дахь дутагдалтай байдлыг үүсгэдэг. Илүүдэл электронууд хангалтгүй байгаа бүс рүү аяндаа шилжихээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд хаах давхаргын бүс гэж нэрлэгддэг эдгээр хоёр давхаргын хил дээр байрладаг. Энэ хөдөлгөөн нь зөвхөн гадны нөлөөн дор байж болно.
Ийм гадны нөлөө нь нарны гэрлийн фотонууд юм. Эрчим хүчээ хүлээн авснаар электронууд блоклох давхаргын бүсийн эсэргүүцлийг даван туулах чадвартай болсон. Хагас дамжуулагчийн болзошгүй ялгаа гарч ирэх тул гүйдэл дамжиж эхэлнэ.
Цахилгаан гүйдлийн хүч нь фото эсийн гадаргуу дээр баригдсан фотоны тооноос шууд хамаарна. Энэ хэмжээ нь олон хүчин зүйлээс хамаардаг бөгөөд хамгийн чухал нь нарны цацрагийн эрч хүч юм. Үүн дээр үндэслэн нарны зай хураагуурыг юуны түрүүнд өмнөд бүс нутагт өргөн ашигладаг болохыг ойлгоход хялбар юм. Испани, Итали, Грек, Турк гэх мэт орнуудад нарны зай хураагуур нь ялангуяа зуны улиралд зарцуулдаг нийт эрчим хүчний чухал хэсгийг бүрдүүлдэг.
Мэдээжийн хэрэг, нарны зай хураагуур нь сул талуудтай байдаг. Тэд гэрлийн эх үүсвэргүйгээр өдөржингөө ажиллах боломжгүй тул хүчдэлийг тогтворжуулах, цахилгаан цэнэг хуримтлуулах төхөөрөмжүүдийг тэдгээрт холбох шаардлагатай. Эдгээр нь харьцангуй бага жинтэй тул байршуулах орон зай их шаарддаг. Гэсэн хэдий ч тэд олон давуу талтай байдаг. Жижиг хүчин чадлаар хийх боломжтой бөгөөд цахилгааны сүлжээнд холбогдох боломжгүй тохиолдолд нарны зай хураагуур нь ердөө л орлуулшгүй зүйл юм. Хүн жолооддог сансрын хөлөг, станцууд тэдэнгүйгээр огт хийж чадахгүй.
