एक फोटोवोल्टिक सेल प्रकाश को सीधे बिजली में परिवर्तित करता है। इसमें आमतौर पर सिलिकॉन जैसे अर्धचालक पदार्थों का उपयोग होता है, जो फोटॉनों के टकराने पर इलेक्ट्रॉन छोड़ते हैं। ये इलेक्ट्रॉन एक बाहरी परिपथ में प्रवाहित होकर धारा उत्पन्न करते हैं। इसमें कोई गतिशील पुर्जा नहीं होता, ईंधन की आवश्यकता नहीं होती और उपयोग के समय कोई उत्सर्जन नहीं होता।

सेल में दो परतें होती हैं। एक परत में अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं, जबकि दूसरी परत में इलेक्ट्रॉनों की कमी होती है, जिन्हें होल कहते हैं। जहां ये परतें मिलती हैं, वहां एक विद्युत क्षेत्र बनता है। फोटॉन इलेक्ट्रॉनों को अलग कर देते हैं, और क्षेत्र उन्हें एक दिशा में धकेल देता है। धातु के संपर्क बिंदु धारा को एकत्रित करते हैं।

सामग्री के अनुसार दक्षता भिन्न होती है। मानक सिलिकॉन सेल सूर्य के प्रकाश का 15 से 22 प्रतिशत तक बिजली में परिवर्तित करते हैं। पेरोव्स्काइट और टैन्डम सेल प्रयोगशाला में इससे भी अधिक दक्षता प्राप्त कर रहे हैं। 2010 से लागत में 90 प्रतिशत से अधिक की गिरावट आई है। सौर ऊर्जा अब कई बाजारों में नई बिजली का सबसे सस्ता स्रोत है। विनिर्माण में चीन का वर्चस्व है, जो विश्व के अधिकांश पैनलों का उत्पादन करता है।

मुख्य प्रकार

• मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन
• पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन
• पतली-फिल्म कैडमियम टेलुराइड
• पेरोवस्काइट
• टैंडम कोशिकाएँ