K přímé přeměně solární energie na energii elektrickou dochází ve fotolvoltaickém článku, který tvoří základní buňku fotovoltaického panelu. Pro transformaci energie je využíváno tzv. vnitřního fotovoltaického jevu, kdy je energie dopadajícího kvanta světla (fotonu) předána elektronu, čímž se elektron dostane na vyšší potenciál (napětí). K fotovoltaickému jevu není nezbytně nutné přímé sluneční záření, množství produkované elektrické energie je ale úměrné intenzitě dopadajícího záření. Účinnost dnešních fotovoltaických panelů se pohybuje v rozmezí 10 – 15 %. Pro zvýšení produkce el. energie z jednotky plochy fotovoltaického panelu se využívají natáčecí systémy a prvky koncentrující záření (zrcadla, čočky).