La conversión de la energía solar en energía eléctrica está basada casi por completo en el denominado "efecto fotovoltáico", o producción de una corriente eléctrica en un material semiconductor como consecuencia de la absorción de radiación luminosa.
Los semiconductores son sustancias, como el silicio, de conductividad eléctrica intermedia entre un aislante y un conductor y, según sus características, se clasifican en dos tipos: "tipo p" y "tipo n". Estas características se consiguen añadiendo impurezas que afectan a las propiedades eléctricas del semiconductor, proceso que se llama "dopado". Añadiendo al silicio impurezas de fósforo se consigue un semiconductor tipo n, mientras que añadiendo boro, se consigue un semiconductor tipo p. El alto grado de pureza necesario para la obtención de semiconductores será el motivo principal de su elevado coste.Un disco monocristalino de silicio dopado en su superficie expuesta al Sol hasta hacerla de tipo n y en su parte inferior de tipo p, constituye una "célula solar fotovoltáica", completada por unos contactos eléctricos adecuados para hacer circular la corriente eléctrica por el circuito exterior, según se muestra en la Figura 2.8. Generalmente, conectando 36 de ellas y montándolas entre dos láminas de vidrio que las protejen de la intemperie, se obtiene un "módulo fotovoltáico", capaz de proporcionar una corriente contínua de 18 V con una iluminación de 1 kW/m2.
Una serie de módulos montados sobre un soporte mecánico constituyen un "panel fotovoltáico"; según se conecten dichos módulos en serie o en paralelo, puede conseguirse casi cualquier valor de tensión y de intensidad de corriente.
En la mayoría de las aplicaciones, el panel se conecta a una batería, para disponer de energía eléctrica almacenada, aunque también puede estar conectado en paralelo con la red, para emplear la energía de la misma cuando falte el Sol.
Entre los sectores de aplicación de la energía solar fotovoltáica cabe destacar cuatro, claramente diferenciados:
Es necesario destacar finalmente que los costes de las células fotovoltáicas siguen siendo altos en la actualidad, debido principalmente a la complejidad de la fabricación de las mismas. A pesar de todo, su coste se ha reducido a alrededor de la cuarta parte del que tenían antes del comienzo de la crisis energética, en 1973. Es por ello que se siguen realizando importantes investigaciones respecto a la reducción de costes de las células, centrados en dos facetas fundamentales:
Es de esperar, por tanto, que alrededor del final de la década de los años 90, no sólo se desarrollen las nuevas técnicas indicadas, sino que el mercado crezca lo suficiente como para que la energía solar fotovoltáica sea competitiva en todos los campos de aplicación antes mencionados.