Uma célula fotovoltaica converte a luz diretamente em eletricidade. Utiliza materiais semicondutores, geralmente silício, que libertam eletrões quando atingidos por fotões. Os eletrões fluem através de um circuito externo, produzindo corrente elétrica. Sem peças móveis, sem combustível, sem emissões no ponto de utilização.

A célula possui duas camadas. Uma delas é tratada para ter eletrões extra, enquanto a outra é tratada para ter eletrões em falta, ou lacunas. No ponto de encontro das camadas, forma-se um campo elétrico. Os fotões libertam eletrões, e o campo empurra-os numa direção. Os contactos metálicos recolhem a corrente.

A eficiência varia de acordo com o material. As células de silício padrão convertem 15 a 22% da luz solar em eletricidade. As células perovskita e as células tandem atingem valores ainda mais elevados em laboratório. Os custos caíram mais de 90% desde 2010. A energia solar é agora a fonte mais barata de nova eletricidade em muitos mercados. O fabrico é dominado pela China, que produz a maior parte dos painéis solares do mundo.

Tipos principais

• silício monocristalino
• silício policristalino
• Película fina de telureto de cádmio
• Perovskita
• Células em tandem