تبدیل مستقیم انرژي خورشید به الکتریسیته معمولاً به وسیله سلول هاي فتوولتا ییک صورت می گیرد که از اثر فتوولتاییک استفاده میکنند. اثر فتوولتاییک بر اساس اثر متقابل فوتونهایی با انرژي برابر با یا بیش از انرژي باند ممنوعه مواد فتوولتاییک است. ماژول هاي فتوولتاییک انرژي خورشید را بدو ن آلودگی و سر و صدا و نو سانات به
الکتریسیته تبدیل میکنند. انرژي خورشید چگالی انرژي کمی دارد و بنابراین، ماژول هاي فتوولتاییک باید سطح زیادي داشته باشند تا بتوانند انرژي کمی تولید کنند. سیستمهاي فتوولتاییک در شبک ه ها ي قدرت به هم پیوسته از مبدل متناسب با ولتاژ و فرکانس مورد ac تولید شده به وسیله آرایه هاي فتوولتاییک به جریان dc استفاده میکنند تا جریان نیاز در شبکه برق تبدیل شود.
انرژي الکتریکی خورشیدي منبع اصلی انرژي براي سفین ه ها ي فضایی از زمان شروع برنامه هاي فضایی است. همچنین، حدوداً از سه دهه ي پیش از آن براي تأمین انرژي در مصارف شهري و کشاورزي استفاده می شود. در یک دهه ي گذشته، از انرژي خورشیدي براي تأمین انرژي خانه ها و ساختمانهاي شهري به طور گسترده استفاده شده که نتیجه ي پیشرفت در تکنولوژي خورشیدي به همراه تغییرات در ساختار صنعت الکترونیک است. اگرچه انواع مختلف سیستمهاي فتوولتاییک وجود دارد، اما همه ي آنها متشکل از سه جزء اصلی هستند: ماژول که انرژي خورشید را به الکتریسیته تبدیل میکند؛ مبدل که الکتریسیته را به جریان متناوب تبدیل میکند تا از آن بتوان در مصارف مختلف خانگی استفاده کرد؛ و احتمالاً باتري که انرژي الکتریسیته ي اضافی تولید شده در سیستم را ذخیره میکند. دیگر اجزاي جانبی سیستم عبارتند از: سیمها، سوئیچ براي قطع جریان، سازه هاي پشتیبانی و غیره. براي استفاده ي مناسب از سیستم هاي فتوولتاییک باید ساختار و کاربرد این سیستم ها بطور دقیق شناسایی شود.
