Uma das formas de aproveitar a energia solar é através da sua transformação em electricidade através do processo fotovoltaico (PV). As células fotovoltaicas também podem ser designadas por "fotopilhas"; no entanto, convém salientar que apesar da terminologia, não existe qualquer armazenamento de energia na célula, nem sob a forma química nem sob qualquer outra forma. Não se trata de uma pilha no sentido comum do termo, mas antes um conversor instantâneo de energia solar em energia eléctrica. Uma célula em total obscuridade, comporta-se como um componente passivo.

A célula solar fotovoltaica não pode, sequer, ser comparada com um gerador clássico de corrente contínua, pois não se comporta nem como uma fonte de tensão constante, nem como uma fonte de corrente constante. Actualmente, o rendimento da conversão de energia solar em energia eléctrica é, ainda, baixo (normalmente inferior a 12%). Para uma incidência nominal de 1000 W/m², são necessários 12 m²de paineis fotovoltaicos para fornecer 1 kWc, o que significa um elevado custo do watt.

O reduzido rendimento, assim como o elevado custo dos painéis, fazem com que a exploração se efectue de forma a obter a máxima potência disponível ao nível do gerador PV. Normalmente, este máximo obtém-se através de uma boa adaptação entre o gerador PV e a carga associada. Esta adaptação efectua-se através de conversores estáticos funcionando em modos diversos.

Existem 3 tipos de sistemas fotovoltaicos: os sistemas autónomos, híbridos e ligados à rede.