La clau del desenvolupament de la conversió fotovoltaica han estat els elements semiconductors. El silici, el germani, l'arsenur de gal.li, el sulfur de cadmi i alguns altres elements tenen la característica de ser portadors de dos tipus de corrent elèctric, un amb electrons lliures, capaços de viatjar pel vidre i un altre anomenat buit, dotat de càrrega positiva. hi ha semiconductors en els quals predomina la conducció per buits, els quals són també coneguts com els tipus p, i en altres predomina la conducció d'electrons lliures, els anomenats, tipus n.

El procés per aprofitar l'energia fotònica del Sol s'anomena conversió fotovoltaica. Consisteix en la transformació directa de l'energia lluminosa en energia elèctrica. Per a dur-ho a terme cal recorrer a uns dispositius que s'encarreguen de realitzar aquesta conversió, les cèl.lules fotovoltaiques.

- Una cèl.lula fotovoltaica és un dispositiu que està constituït per una plaqueta feta de materials semiconductors de gran puresa, la qual està proveïda d'elèctrodes d'entrada i de sortida. Quan la llum hi incideix a sobre, tenen lloc una sèrie de fenòmens que generen una força electromotriu capaç d'arribar a produir corrent elèctric. Les cèl.lules es montent sobre els anomenats panells solars. Aquests presenten dues característiques importants:

- El seu rendiment és directament proporcional a la densitat de radiació solar que hi ha en aquell moment.

- Un augment de la temperatura de funcionament determina directament una disminució del rendiment del procés.