Uma célula fotovoltaica (Célula PV) é um díodo semicondutor especializado que converte a luz visível em corrente contínua (CC). Algumas células PV também podem converter radiação infravermelha (IR) ou ultravioleta (UV) em eletricidade DC. As células fotovoltaicas são parte integrante dos sistemas de energia solar-elétrica, que estão se tornando cada vez mais importantes como fontes alternativas de energia elétrica.
As primeiras células fotovoltaicas foram feitas de silício combinado, ou dopado, com outros elementos para afetar o comportamento dos elétrons ou furos (ausências de elétrons dentro dos átomos). Outros materiais, como o diselenieto de índio de cobre (CIS), telureto de cádmio (CdTe), e arsenieto de gálio (GaAs), foram desenvolvidos para uso em células FV. Existem dois tipos básicos de material semicondutor, chamado positivo (ou tipo P) e negativo (ou tipo N). Numa célula fotovoltaica, peças planas destes materiais são colocadas juntas, e a fronteira física entre eles é chamada de junção P-N. O dispositivo é construído de tal forma que a junção pode ser exposta à luz visível, IV ou UV. Quando essa radiação atinge a junção P-N, é produzida uma diferença de tensão entre os materiais do tipo P e do tipo N. Os eletrodos conectados às camadas semicondutoras permitem que a corrente seja extraída do dispositivo.
Grandes conjuntos de células fotovoltaicas podem ser conectados juntos para formar módulos solares, matrizes ou painéis. O uso de células fotovoltaicas e baterias para a geração de energia elétrica utilizável é conhecido como fotovoltaico. Uma das principais vantagens da energia fotovoltaica é o facto de não ser poluente, exigindo apenas bens imóveis (e um clima razoavelmente ensolarado) para funcionar. Outra vantagem é o fato de que a energia solar é ilimitada. Uma vez instalado um sistema fotovoltaico, este pode fornecer energia essencialmente sem custos durante anos, e com uma manutenção mínima.