تحوّل الخلية الكهروضوئية الضوء مباشرةً إلى كهرباء. وتستخدم مواد شبه موصلة، عادةً السيليكون، تُطلق إلكترونات عند اصطدامها بالفوتونات. تتدفق الإلكترونات عبر دائرة خارجية، مُنتجةً تيارًا كهربائيًا. لا تحتوي على أجزاء متحركة، ولا تحتاج إلى وقود، ولا تُصدر أي انبعاثات عند نقطة الاستخدام.

تتكون الخلية من طبقتين. إحداهما مُعالجة لتحتوي على إلكترونات إضافية، والأخرى لتفتقر إلى إلكترونات، أو ما يُعرف بالفجوات. عند التقاء الطبقتين، يتشكل مجال كهربائي. تعمل الفوتونات على تحرير الإلكترونات، ويدفعها المجال في اتجاه واحد. تقوم موصلات معدنية بتجميع التيار.

تختلف كفاءة الطاقة الشمسية باختلاف المواد المستخدمة. تحوّل خلايا السيليكون القياسية ما بين 15 و22 بالمئة من ضوء الشمس إلى كهرباء. أما خلايا البيروفسكايت والخلايا الترادفية، فتُحقق نسبًا أعلى في المختبر. وقد انخفضت التكاليف بأكثر من 90 بالمئة منذ عام 2010. وتُعدّ الطاقة الشمسية الآن أرخص مصدر جديد للكهرباء في العديد من الأسواق. تهيمن الصين على قطاع التصنيع، إذ تُنتج معظم الألواح الشمسية في العالم.

أنواع المفاتيح

• السيليكون أحادي البلورة
• السيليكون متعدد البلورات
• تيلوريد الكادميوم ذو الطبقة الرقيقة
• البيروفسكايت
• الخلايا الترادفية