دستگاههای «فوتوولتائیک» (Photovoltaic) یا به اختصار «PV» به طور مستقیم از نور خورشید با یک فرآیند الکترونیکی، برق تولید میکنند. این فرآیند توسط انواع خاصی از مواد «نیمههادی» (semiconductors) صورت میگیرد. الکترونها در این مواد توسط انرژی خورشیدی آزاد میشوند.
مواد از نظر خواص هدایت الکتریکی، به سه دسته رسانا، نیمهرسانا و نارسانا تقسیمبندی میشوند. در سلولهای خورشیدی، ما نیاز به استفاده از مواد نیمهرسانا داریم. مواد نیمهرسانا موادی هستند که گاف انرژی آنها کمتر از گاف انرژی مواد نارسانا است