L'effetto fotovoltaico avviene quando la luce del sole, colpendo la superficie di materiali definiti semiconduttori, causa il rilascio di elettroni dalle orbite esterne dei nuclei di questi materiali. Nel caso in cui il semiconduttore sia stato "drogato" con opportune impurità, gli elettroni che vengono liberati sono attratti verso il lato della superficie carico positivamente inducendo la formazione di una corrente elettrica.

L'energia radiante del sole viene così trasformata in corrente elettrica senza l'uso di parti meccaniche in movimento e produzione di rumore.

Le singole celle producono una piccola quantità di corrente. Per aumentarne l'intensità più celle vengono quindi connesse in serie a formare un pannello fotovoltaico o "modulo". Le celle sono molto sottili e fragili e per evitare che si usurino sono protette con un vetro molto resistente e trasparente alla radiazione solare. I moduli hanno di solito forma rettangolare e uno spessore di pochi centimetri e possono essere integrati nei materiali da costruzione (tegole, rivestimenti e coperture).

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