Una celda fotovoltaica (celda fotovoltaica) es un diodo semiconductor especializado que convierte la luz visible en corriente continua (CC). Algunas células fotovoltaicas también pueden convertir la radiación infrarroja (IR) o ultravioleta (UV) en electricidad de CC. Las células fotovoltaicas son una parte integral de los sistemas de energía solar-eléctrica, que son cada vez más importantes como fuentes alternativas de energía eléctrica.
Las primeras células fotovoltaicas estaban hechas de silicio combinado, o dopado, con otros elementos para afectar el comportamiento de los electrones o huecos (ausencia de electrones dentro de los átomos). Otros materiales, como diselenuro de cobre e indio (CIS), telururo de cadmio (CdTe) y arseniuro de galio (GaAs), se han desarrollado para su uso en células fotovoltaicas. Hay dos tipos básicos de material semiconductor, llamado positivo (o tipo P) y negativo (o tipo N). En una celda fotovoltaica, las piezas planas de estos materiales se colocan juntas y el límite físico entre ellas se denomina unión PN. El dispositivo está construido de tal manera que la unión puede exponerse a luz visible, IR o UV. Cuando dicha radiación incide en la unión PN, se produce una diferencia de voltaje entre los materiales de tipo P y N. Los electrodos conectados a las capas semiconductoras permiten extraer corriente del dispositivo.
Se pueden conectar grandes conjuntos de células fotovoltaicas para formar módulos, matrices o paneles solares. El uso de pilas y baterías fotovoltaicas para la generación de energía eléctrica utilizable se conoce como fotovoltaica. Una de las principales ventajas de la energía fotovoltaica es el hecho de que no contamina, requiriendo solo bienes raíces (y un clima razonablemente soleado) para funcionar. Otra ventaja es el hecho de que la energía solar es ilimitada. Una vez que se ha instalado un sistema fotovoltaico, puede proporcionar energía prácticamente sin costo durante años y con un mantenimiento mínimo.