I pannelli fotovoltaici sono costituiti da "piastrelle" di materiale semiconduttore, che possono essere celle (o cellule) di silicio (a cristallo singolo o multicristallino) oppure moduli "a film sottile". Questi ultimi hanno un rendimento di conversione molto minore delle celle a silicio, tuttavia possono essere considerati altamente efficienti in considerazione del loro bassissimo costo.

Pay back fime
Infatti, dal punto di vista del cosiddetto "pay back lime", cioè del tempo di funzionamento necessario perché il pannello fotovoltaico restituisca il costo necessario per fabbricarlo, confermandosi economicamente conveniente, i sistemi che più rapidamente restituiscono il loro valore economico ed energetico sono quelli con moduli a film sottile, seguiti a buona distanza da quelli a silicio policristallino e infine da quelli a silicio monocristallino. In definitiva comunque si deve respingere il sospetto che la produzione dei sistemi fotovoltaici abbia un bilancio energetico negativo, perché anche per le celle a silicio l'energia consumata in produzione è ampiamente restituita nei primi quattro-cinque anni di esercizio, contro una media di vita che va dai venti ai trentanni.

Principi di funzionamento
Nelle celle fotovoltaiche viene applicato un principio di trasformazione dell'energia esistente in natura: si tratta della capacità di alcuni materiali naturali semiconduttori, quali il silicio o il germanio, di generare elettricità a partire dalla radiazione solare. Questo avviene perché i raggi del sole, colpendo gli elettroni del semiconduttore, li mettono in moto creando una corrente elettrica indirizzata e raccolta da appositi dispositivi. Un pannello (o modulo) è costituito da più celle collegate fra loro (generalmente in numero di trentasei), ciascuna delle quali genera in media 1,5 W di potenza alla tensione di 0,6 volt per una radiazione solare media di circa 1000 W/m2. Il collegamento fra le celle aumenta la potenza complessiva del modulo: collegate tra loro infatti possono fornire 50 watt e più, ma bisogna ricordare che il deterioramento di una sola delle celle compromette il funzionamento di tutto il pannello. Un pannello di 36 celle occupa circa mezzo quadrato e può produrre giornalmente circa 0,5-0,6 kWh. I moduli sono a loro volta collegati elettricamente fra loro in sistemi che comprendono altri componenti elettronici e meccanici, in strutture di diverso tipo a seconda delle applicazioni.

La potenza elettrica installata può essere raggruppata in quattro categorie:

• impianti fotovoltaici per applicazioni isolate
• impianti fotovoltaici per l'elettrificazione di insediamen
ti abitativi in zone rurali
• piccoli impianti fotovoltaici sugli edifici
• impianti fotovoltaici collegati alla rete elettrica.