فتوولتاییک یا به اختصار PV، یکی از انواع سیستم های تولید برق از انرژی خورشیدی میباشد. در این سیستم با بکارگیری سلولهای خورشیدی، تولید مستقیم الکتریسیته از تابش خورشید امکانپذیر میشود. سلولهای خورشیدی از نوع مواد نیمه رسانا میباشند که از سیلیسیوم یعنی دومین عنصر فراوان پوسته زمین ساخته میشوند. وقتی سلول فتوولتاییک در معرض تابش نور خورشید قرارمیگیرد، بین دو الکترود منفی و مثبت اختلاف پتانسیل بروز کرده و این امر موجب جاری شدن جریان الکتریکی بین آنها میگردد. میتوان فتوولتایک را در دسته فناوری انرژی های تجدید پذیر قرار داد.
عنصر اصلی فناوری فتوولتاییک، سلول خورشیدی یا فتوسل است. سلولهای فتوولتاییک (PV) که عموم آن را با نام سلولهای خورشیدی میشناسند، از مواد نیمه رسانای حالت جامد تشکیل شدهاند. سیلیکون، عمومیترین ماده نیمه رسانا در دنیای امروز است که به واسطهٔ فراوانی آن، در سلولهای PV مورد استفاده قرار میگیرد. اگر چه سلیکون عنصر فراوانی است و درصد زیادی از پوسته زمین را تشکیل میدهد، ولی سلولهای سیلیکونی باتوجه به فرایند ساخت و خالص سازی سیلیکون، قیمت بالایی دارند.
سلو لهای فتوولتاییک با استفاده از اشعه خورشید و با ایجاد اختلاف فشار الکتریکی در نیمه هادیهایی که بطور مناسب ساخته شدهاند الکتریسیته تولید میشود. امروزه ارزان ترین و موثرترین سلولهای خورشیدی مادهای به نام سیلیسیم میباشد. ماسه یکی از منابع مهم سیلیسیم بوده که پس از پالایش آن کریستالهای سیلیسیم بدست میآید و پس از بریده شدن به صورت صفحه آماده میشود.
این پولکها همانند ترانزیستور معمولاً از لایههای نازک یک ماده نیمه هادی مانند سیلیکان با مقادیر کمی افزودنیهای خاص به منظور ایجاد مازادی از الکترون در یک لایه و کمبودی از الکترون در لایه دیگر ساخته میشوند. فوتونهای نور(بسته های انرژی نوری) در یک لایه الکترونهای آزاد را بوجود میآورند و یک رشته هادی، الکترونها را قادر میسازد که در یک مدار خارجی جریان پیداکرده و به لایههایی که فاقد الکترون است دسترسی پیدا کنند. پنل های فتوولتاییک از نیمه هادیها ساخته شده و با اتصال سیلیکونهای نوع P و N شکل میگیرند. وقتی نور خورشید به یک سلول فتوولتاییک میتابد، به الکترونها در آن انرژی بیشتری میبخشد. با تابیدن نور خورشید الکترونها در نیمه هادی پلاریزه شده، الکترونهای منفی در سیلیکون نوع N و یون های مثبت در سلیکون نوع P بوجود میآیند. بدین ترتیب بین دو الکترود، اختلاف پتانسیل بوجود آمده و این امر باعث جاری شدن جریان بین آنها میشود. از آنجا که سلول های PV کوچک، شکننده بوده و تنها مقدار کمی برق تولید میکنند آنها را به صورت مدول شکل میدهند.
مدول ها در اندازههای متنوع عرضه میگردند ولی برای سهولت جابجایی ابعاد آنها به ندرت از ۹۰ سانتیمتر عرض در ۱۵۰ سانتیمتر طول تجاوز میکند. هنگامی که دو سلول با مدول در یک ردیف متصل میگردند ولتاژ آ نها دو برابر میشود و هنگامی که بصورت موازی به یکدیگر متصل میگردند جریان برق آن دو برابر میگردد.