A conversão direta da energia radiante em corrente elétrica é realizável mediante o efeito fotovoltaico, que consiste na geração de energia elétrica através da célula fotovoltaica ou sola trabalha segundo o princípio de que os fótons incidentes, colidindo com átomos de certos materiais, provocam um deslocamento dos elétrons, carregados negativamente. Se estes elétrons podem ser capturados antes de retornarem a seus orbitais atômicos, podem ser aproveitados, livres, como corrente elétrica. Para a realização de células fotovoltaicas, empregaram-se vários materiais como por exemplo: selênio, e

óxido de cobre.

Em 1954, foi feito o teste de rendimento com células feitas de silício, pela companhia americana Bell, observando um alto rendimento elétrico.

silício, dopado com arsênico, se comporta como semicondutor elétrico.

Lembremos que no material semicondutor se elevar a temperatura, ele diminui a resistividade, ou seja, a resistência elétrica, devido as impurezas contidas no material.

"wafer" de silício pode ter uma espessura de 0,3 mm: quando esta é atingida pela luz, perto da junção cria-se uma dupla elétron-elétron. Ligando-se um condutor a cada uma das camadas e fechando o circuito, os elétrons passam do lado dopado com arsênico ao lado dopado com boro, onde se combinam com as lacunas. No circuito temos, pois uma circulação de corrente.

As células de silício, chegam-se a um rendimento de 12 a 14%, isto em conseqüência do efeito de reflexão sobre a superfície, não permitindo absorção completa da radiação, sensíveis a absorção parcial do espectro solar, da resistência interna das células e outros fatores secundários.

O rendimento é decisivamente inferior ao dos painéis solares utilizados para o aproveitamento térmico da energia solar.

As células de silício são muito caras porque a sua fabricação requer silício de altíssima pureza e o custo fica por volta de US$60/Kg. A sua fabricação é cara devido a sua forma geométrica tem que ser de monocristais. Onerando o custo da instalação de painéis fotovoltaicos.

É mais econômico a fabricação de células de sulfeto de cádmio, mas o seu rendimento é mais baixo, atingindo apenas cerca de 6%.

A potência de uma bateria solar está em primeira aproximação, proporcionalmente à intensidade da radiação solar, mediante espelhos, para melhor concentração dos raios, mas não excessivamente para não destrui-las.

As baterias solares são feitas ligando-se em série e em paralelo um certo número de células, de modo a obter a tensão e corrente elétrica desejada. Mesmo as células fotovoltaicas devem ser acopladas num  sistema de acumuladores, se quiser uma disponibilidade contínua de corrente elétrica.