Фотовольтаика — метод выработки электрической энергии путем использования фоточувствительных элементов для преобразования солнечной энергии в электричество.

Термин «фотовольтаика» означает обычный рабочий режим фотодиода, при котором электрический ток возникает исключительно благодаря преобразованной энергии света. Фактически, все фотовольтаические устройства являются разновидностями фотодиодов.

В фотовольтаических системах преобразование солнечной энергии в электрическую осуществляется в фотоэлектрических преобразователях (ФЭП). В зависимости от материала, конструкции и способа производства принято различать три поколения ФЭП:
ФЭП первого поколения на основе пластин кристаллического кремния;
ФЭП второго поколения на основе тонких пленок;
ФЭП третьего поколения на основе органических и неорганических материалов.

ФЭП первого поколения на основе кристаллических пластин на сегодняшний день получили наибольшее распространение. В последние два года производителям удалось драматическим образом сократить себестоимость производства таких ФЭП, что обеспечило укрепление их позиций на мировом рынке.

Виды ФЭП первого поколения: монокремний (mc-Si), мультикремний (m-Si), на основе GaAs, ribbon-технологии (EFG, S-web), тонкослойный поликремний (Apex).
Примеры производителей: Suntech Power, JA Solar, Yingli Green Solar, Solarfun Power, Trina Solar.
Технология выпуска тонкопленочных ФЭП второго поколения подразумевает нанесение слоев вакуумным методом. Вакуумная технология по сравнению с технологией производства кристаллических ФЭП является менее энергозатратной, а также характеризуется меньшим объемом капитальных вложений. Она позволяют выпускать гибкие дешевые ФЭП большой площади, однако коэффициент преобразования таких элементов ниже по сравнению с ФЭП первого поколения.

Виды ФЭП второго поколения: аморфный кремний (a-Si), микро- и нанокремний (μc-Si/nc-Si), кремний на стекле (CSG), теллурид кадмия (CdTe), (ди)селенид меди-(индия-)галлия (CI(G)S).
Примеры производителей: First Solar, Q-Cells, Solyndra, Miasole.
Идея создания ФЭП третьего поколения заключалась в дальнейшем снижении себестоимости ФЭП, отказе от использования дорогих и токсичных материалов в пользу дешевых и перерабатываемых полимеров и электролитов. Важным отличием также является возможность нанесения слоев печатными методами, например, по технологии «рулон-к-рулону» (R2R).
В настоящее время основная часть проектов в области ФЭП третьего поколения находятся на стадии исследований.

Виды ФЭП третьего поколения: фотосенсибилизированные красителем (DSC), органические (OPV), неорганические (CTZSS).
Примеры производителей: Konarka, Solarmer, IBM, Plextronics.
Для повышения эффективности преобразования солнечной энергии разрабатываются ФЭП на основе каскадных многослойных структур.
ФЭП собираются в модули, которые имеют нормируемые установочные размеры, электрические параметры и показатели надежности. Для установки и передачи электроэнергии солнечные модули комплектуются инверторами тока, аккумуляторами и прочими элементами электрической и механической подсистем.
В зависимости от области применения различают следующие виды инсталляций солнечных систем: частные станции малой мощности, размещаемые на крышах домов; коммерческие станции малой и средней мощности, располагаемые, как на крышах, так и на земле; промышленные солнечные станции, обеспечивающие энергоснабжение многих потребителей.^[1]

Примечания