Ένα φωτοβολταϊκό στοιχείο μετατρέπει το φως απευθείας σε ηλεκτρισμό. Χρησιμοποιεί ημιαγωγικά υλικά, συνήθως πυρίτιο, που απελευθερώνουν ηλεκτρόνια όταν προσκρούουν σε φωτόνια. Τα ηλεκτρόνια ρέουν μέσω ενός εξωτερικού κυκλώματος, παράγοντας ρεύμα. Χωρίς κινούμενα μέρη, χωρίς καύσιμο, χωρίς εκπομπές στο σημείο χρήσης.

Το κύτταρο έχει δύο στρώματα. Το ένα υποβάλλεται σε επεξεργασία ώστε να έχει επιπλέον ηλεκτρόνια και το άλλο ώστε να έχει ελλείποντα ηλεκτρόνια ή οπές. Στο σημείο που συναντώνται τα στρώματα, σχηματίζεται ένα ηλεκτρικό πεδίο. Τα φωτόνια απελευθερώνουν ηλεκτρόνια και το πεδίο τα ωθεί προς μία κατεύθυνση. Οι μεταλλικές επαφές συλλέγουν το ρεύμα.

Η απόδοση ποικίλλει ανάλογα με το υλικό. Τα τυπικά στοιχεία πυριτίου μετατρέπουν το 15 έως 22 τοις εκατό του ηλιακού φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια. Τα στοιχεία περοβσκίτη και τα tandem cells έχουν υψηλότερες επιδόσεις στο εργαστήριο. Το κόστος έχει μειωθεί περισσότερο από 90 τοις εκατό από το 2010. Η ηλιακή ενέργεια είναι πλέον η φθηνότερη πηγή νέας ηλεκτρικής ενέργειας σε πολλές αγορές. Η μεταποίηση κυριαρχείται από την Κίνα, η οποία παράγει τα περισσότερα πάνελ στον κόσμο.

Τύποι κλειδιών

• Μονοκρυσταλλικό πυρίτιο
• Πολυκρυσταλλικό πυρίτιο
• Τελλουρίδιο καδμίου λεπτής μεμβράνης
• Περοβσκίτης
• Τάντεμ κελιά