I pannelli solari fotovoltaici convertono la luce solare direttamente in energia elettrica. Questi pannelli sfruttano l'effetto fotoelettrico e hanno una efficienza di conversione che arriva fino al 32,5% nelle celle da laboratorio. In pratica, una volta ottenuti i pannelli dalle celle e una volta montati in sede, l'efficienza è in genere del 13-15% per pannelli in silicio cristallino e non raggiunge il 12% per pannelli in film sottile. I prodotti commerciali più efficienti, utilizzando celle a multipla giunzione o tecniche di posizionamento dei contatti elettrici sul retro della cella (backcontact) raggiungono il 19-20%. Questi pannelli, non avendo parti mobili o altro, necessitano di pochissima manutenzione: in sostanza vanno solo puliti periodicamente. La durata operativa stimata dei pannelli fotovoltaici è di circa 30 anni.

Grazie a una legislazione che prevede incentivi economici all'installazione di impianti fotovoltaici e la possibilità di vendere l'energia prodotta in eccesso al gestore della rete di trasmissione,impianti fotovoltaici cominciano essere sempre più diffusi.

In Italia, un pannello fotovoltaico di 1 m2 posto sul tetto di una casa produce mediamente 210 kWh all'anno, che è una frazione considerevole del consumo elettrico di una famiglia italiana media (circa 4100 kWh all'anno). Il valore dell'energia fotovoltaica utilizzabile aumenta andando verso sud, ma anche per pannelli posti in montagna poiché l'irraggiamento è maggiore rispetto ad una stessa latitudine in piano. Attualmente, il solare fotovoltaico produce solo lo 0.01 % dell'elettricità mondiale.

Non possiamo ignorare la tecnologia presente al mercato da relativamente poco tempo. Sono panelli solari  di vetro spessi solo  7mm con imprigionata al suo interno sale chiamata il  telluluro di cadmio. Questi panelli hanno rendimenti minori dal cristallino nell’orario di picco, ma rendono in globalmente di più captando energia diffusa per tutto il giorno e indipendente dalla posizione verticale od orizzontale.