Pin quang điện chuyển đổi ánh sáng trực tiếp thành điện năng. Nó sử dụng vật liệu bán dẫn, thường là silicon, giải phóng electron khi bị photon chiếu vào. Các electron di chuyển qua mạch ngoài, tạo ra dòng điện. Không có bộ phận chuyển động, không cần nhiên liệu, không phát thải tại điểm sử dụng.

Pin mặt trời có hai lớp. Một lớp được xử lý để có thêm electron, lớp kia bị thiếu electron, hay còn gọi là lỗ trống. Tại nơi hai lớp gặp nhau, một điện trường được hình thành. Các photon đánh bật electron ra khỏi lớp, và điện trường đẩy chúng theo một hướng. Các tiếp điểm kim loại thu thập dòng điện.

Hiệu suất thay đổi tùy thuộc vào vật liệu. Các tế bào silicon tiêu chuẩn chuyển đổi từ 15 đến 22% ánh sáng mặt trời thành điện năng. Các tế bào perovskite và tế bào ghép nối tiếp đạt hiệu suất cao hơn trong phòng thí nghiệm. Chi phí đã giảm hơn 90% kể từ năm 2010. Năng lượng mặt trời hiện là nguồn điện mới rẻ nhất ở nhiều thị trường. Sản xuất chủ yếu do Trung Quốc thống trị, quốc gia sản xuất phần lớn các tấm pin mặt trời trên thế giới.

Các loại chính

• Silic đơn tinh thể
• Silic đa tinh thể
• màng mỏng cadmium telluride
• Perovskite
• Tế bào song song