O modelo equivalente associado a uma célula obtém-se a partir do da junção PN. Adiciona-se o termo correspondente à corrente Iph proporcional à luminosidade, bem como um termo representativo dos fenómenos internos. A corrente I da célula será então:

sendo : . Iph  : fotocorrente, ou corrente gerada pela luminosidade (A)

. I od  : corrente de saturação do díodo (A)

. Rs  : resistência série (W)

. Rsh  : resistência shunt (W)

. k : constante de Boltzmann (k = 1,38.10 -23 )

. q : carga do electrão (q = 1,602.10 -19 C)

. T : temperatura da célula (°K)

Desta expressão, pode deduzir-se um esquema equivalente tal como o representado na figura 1:

Figura 1  : esquema equivalente de uma célula fotovoltaica

O díodo é um modelo do comportamento da célula quando na obscuridade. A fonte de corrente representa a corrente Iph gerada pela luminosidade.

Por fim, as duas resistências modelisam as perdas internas:

. Resistência série Rs: perdas de Joule do material.

. Resistência shunt Rsh: perdas devido a correntes parasitas que circulam na célula.

Idealmente, pode desprezar-se o termo Rs.I face a U, e trabalhar assim com um modelo simplificado:

Como a resistência shunt é de valor muito superior ao da resistência série, pode ainda desprezar-se a corrente nesta resistência obtendo-se assim:

O esquema equivalente da figura 2 corresponde ao de uma célula ideal:

Figura 2  : esquema equivalente simplificado