La palabra fotovoltaica viene de las palabras foto, que significa luz, y volt, que es una forma de medir la electricidad. Frecuentemente las celdas fotovoltaicas son llamadas simplemente celdas PV o celdas solares. Los conjuntos de celdas solares que se usan comercialmente para generar electricidad se conocen como paneles solares.

Es muy probable que ya estés familiarizado con las celdas solares. Existen muchos dispositivos que las usan para convertir la luz en electricidad, como juguetes, relojes y calculadoras.

La tecnología actual que usan la mayoría de las celdas solares aún no es muy eficiente, ya que convierten sólo del 10 al 20% de la energía radiante que reciben en energía solar. El costo por kilowatt-hora para producir electricidad a partir de paneles solares es todavía más caro que el uso de fuentes convencionales de energía. Sin embargo, el uso de paneles solares tiene mucho sentido en muchas aplicaciones, como proveer energía en áreas remotas. La creciente demanda de paneles solares ha contribuido a reducir considerablemente los costos de fabricación, además de que continuamente se mejora el rendimiento de los paneles solares, con lo cual esta forma de generación de energía se vuelve cada día más competitiva.

Dado que un solo módulo fotovoltaico puede producir solo una determinada cantidad de energía, las instalaciones destinadas a producir grandes capacidades de energía eléctrica requieren una instalación de varios módulos o paneles, lo que se conoce como una instalación fotovoltaica. Un sistema fotovoltaico completo normalmente incluye una instalación de paneles fotovoltaicos, un inversor, baterías y cables de interconexión.

Los sistemas fotovoltaicos pueden usarse tanto para aplicaciones conectadas a la red eléctrica como para otras independientes. De igual modo pueden usarse en múltiples aplicaciones incluyendo naves espaciales.

Algunos diseños avanzados recientes de módulos solares incluyen módules concentradores, en los cuales la luz es concentrada por un juego de lentes o espejos sobre un grupo de celdas. Esto permite el uso de celdas con un alto costo por unidad de área en una forma competitiva.

Otro diseño conceptual es la división de la luz en varios rangos de frecuencias y la dirección de los rayos resultantes hacia distintas celdas ajustadas a los rangos apropiados de frecuencias. Con esto se proyecta aumentar la eficiencia en un 50%.

Otras investigaciones han usado materiales translúcidos para redirigir y concentrar la luz, con lo que se estima se podrán alcanzar tasas de conversión del 30% en el futuro cercano.

La tercera generación de celdas solares es la fabricación de celdas en láminas delgadas. Estas se producen en dos formas, rígidas y flexibles.