پنل های خورشیدی تاکنون که متوجه شدیم تنها از 48% نور خورشید بهره خواهند برد که همین مقدار هم برای تامین کل انرژی کره خاکی ما کافی است. به این علم، علم تبدیل نور خورشید به الکتریسیته فتوولتائیک (PhotoVoltaic) میگویند. PV شامل تکنولوژی تبدیل مستقیم نور خورشید به برق میباشد. اصطلاح فتو به معنی نور و ولتائیک به معنی برق میباشد.

تبدیل فتوولتائیک انرژی خورشیدی شامل محدوده گسترده ای از اطلاعات و دانش ها میباشد: 
مسائل انرژی ، مشخصات تشعشع خورشیدی رسیده به سطح زمین، اثر فتوولتائیک در اتصال دیودی، خواص نیمه هادی‌هایی که در فتوولتائیک مهم هستند، تکنولوژی سلول‌های خورشیدی، ساختار ماژول‌ها و آرایه‌های فتوولتائیک، سیستم‌های کنترل ایستگاه قدرت فتوولتائیک و همچنین مسائل بوم شناختی و اقتصادی تاسیسات فتوولتائیک.
فتوولتائیک شاخه‌های زیادی از علوم و تکنولوژی را به هم مرتبط میسازد، هدف علمی اصلی فتوولتائیک تولید سلول‌های خورشیدی و سیستم‌های خورشیدی با پایداری بالا و بازده بالاست و اینکه از لحاظ اقتصادی قابل قبول باشند.

بیشتر سلول‌های خورشیدی (سلول‌های فتوولتائیک) از سیلیکون کریستالی ساخته میشوند. سیلیکون به صورت طبیعی به صورت سیلیکات در بیشتر صخره‌ها و به طور متداول در شن‌های ساحلی یافت میشود با این حال سیلیکون مورد نیاز برای ساخت یک سلول باید کاملا کریستالی و خیلی خالص باشد.

و به این ترتیب انسان با قرار دادن سیم بین دو نوع ناخالصی، از انرژی الکترون عبوری استفاده میکند. این فرایند در یک سلول از سیستم برق خورشیدی انجام میشود. سلول خورشیدیامروزه تنوع بالایی دارد که در قسمت پایین به سه نوع اصلی اشاره شده است: