Photovoltaic Cell (PV)
太陽電池は、光を電気に変換する半導体デバイスである。米エネルギー省エネルギー効率・再生可能エネルギー局（EERE）の解説によれば、半導体が光にさらされると光のエネルギーを吸収し、それを材料中の負に帯電した粒子である電子へ渡す。この余分なエネルギーによって電子は材料中を電流として流れるようになり、電流はセル表面の格子状に見える導電性の金属電極を通じて取り出され、住宅などの電力として利用できる。
同解説は、太陽電池の性能を、セルから取り出される電力と、セルに当たっている光のエネルギーとの比として示している。
同解説は半導体材料をいくつかに分けて説明している。シリコンは今日販売されるモジュールのおよそ95%を占め、シリコンモジュールは25年以上の寿命が見込まれ、その時点でも当初出力の80%以上を発生し続けるとされる。薄膜系にはテルル化カドミウム（CdTe）と銅インジウムガリウムセレナイド（CIGS）があり、コスト面で有利だが変換効率はシリコンより低い。ペロブスカイトは研究室の効率が2009年の3%から2020年には25%超へ急速に伸びた一方、耐久性が課題として残る。有機系（OPV）は炭素化合物を用いるが、効率は結晶シリコンのおよそ半分にとどまる。異なる半導体を積層する多接合セルは45%を超える効率が得られるものの、製造費用が高い。
同じ発電原理を用いながら、軽量化、可撓性、単位面積あたりの出力といった要求は用途ごとに異なる。地上設置の大規模発電と、質量と収納体積が厳しく制約される宇宙機の電源とでは、重視される指標が分かれる領域である。