Urządzeniem pozwalającym na bezpośrednią konwersję energii słonecznej na energię elektryczną jest ogniwo fotowoltaiczne. Wzrost zainteresowania spowodował ogromną różnorodność tych urządzeń, w zależności od stosownego materiału fotoelektrycznego (np. krzemu, półprzewodniki) oraz struktury tego materiału (monokryształy, polikryszatały, struktura amorficzna). Podstawowym materiałem na ogniwa jest krzem (Si). Pierwszymi systemami fotowoltaicznymi były ogniwa z krzemu monokrystalicznego. Mają one stosunkowo dużą sprawność przetwarzania energii słonecznej na prąd elektryczny rzędu ponad 26%, są powszechnie stosowane w urządzeniach pracujących na ziemi i w kosmosie. Poszukując nowych, tańszych materiałów opracowano krzem polikrystaliczny, stosowany w postaci taśm krzemowych. Tak otrzymywany materiał nie wymaga cięcia płytek z monokryształu, jest dużo tańszy, jest lepsze wykorzystanie materiału, ale sprawność tych ogniw jest rzędu 15-23%.

Pojedyncze ogniwa fotowoltaiczne mają niewielką moc i napięcie elektryczne dlatego muszą być łączone szeregowo lub równolegle, aby uzyskać pożądaną wartość mocy elektrycznej o określonych parametrach. Obecnie trwają prace badawcze na ogniwach organicznych nowej generacji. Urządzenia te wykorzystują pentacen z molekułą organiczną, jaką jest C60. Ogniwa te mają sprawność ok. 10% ale jak zapewniają konstruktorzy, koszt produkcji będzie wielokrotnie niższy od ogniw krzemowych. Dodatkowymi własnościami ogniw organicznych mają być elastyczność i duża przezroczystość.
Zespół ogniw fotowoltaicznych tworzących baterię nazywamy panelem. Moduły takie są zastawiane w układy fotowoltaiczne o różnych powierzchniach w zależności od potrzeb. Mogą one być zestawiane w zespoły stacjonarne lub nadążne, poruszające się za ruchem pozornym Słońca. Trzeba jednak rozważyć końcowy efekt energetyczny ponieważ przestawianie niesie za sobą systemy napędowe. W pełni uzasadnione natomiast jest „przestawianie” sezonowe kąta nachylenia względem kierunku południowego. Aktualnie produkowane panele fotowoltaiczne mają sprawność przetwarzania energii słonecznej na elektryczną rzędu 26%. Silna konkurencja wymusza rozwój oraz konkurencyjność produktów pod względem jakości. Obserwacje rynku w latach 1990-2000 wykazały spadek ceny z około 1USD za 1kWh do 9 centów USD za energię pozyskiwaną z ogniw, co w porównaniu z wzrostem cen tradycyjnych nośników energii jest istotnym sygnałem do inwestowania w tą gałąź małej energetyki. Możliwości zastosowań układów fotowoltaicznych są nieograniczone. W obecnej ofercie rynkowej każdego producenta znajdują się ogniwa od 1W do kilkuset wat uzyskiwanych z pojedynczego panela. Dla zapewnienia całodobowej dostępności energii elektrycznej ze Słońca potrzebny jest układ zdolny magazynować wytwarzaną energię elektryczną (akumulatory), oraz urządzenia kontrolno-pomiarowe i sterujące. Obecne zawansowanie technologii pozwala zmieniać każdy poziom napięcia z paneli/akumulatorów na napięcie o parametrach sieciowych . W Polsce stosując w/w technologie można uzyskać wsparcie ze środków Unii Europejskiej i innych źródeł finansowania.

Źródło: www.pae.org.pl