Una cella fotovoltaica (cella FV) è un diodo semiconduttore specializzato che converte la luce visibile in corrente continua (CC). Alcune celle fotovoltaiche possono anche convertire la radiazione infrarossa (IR) o ultravioletta (UV) in elettricità CC. Le celle fotovoltaiche sono parte integrante dei sistemi di energia solare-elettrica, che stanno diventando sempre più importanti come fonti alternative di energia elettrica.
Le prime celle fotovoltaiche erano realizzate in silicio combinato, o drogato, con altri elementi per influenzare il comportamento di elettroni o lacune (assenze di elettroni all'interno degli atomi). Altri materiali, come il diseleniuro di rame e indio (CIS), il tellururo di cadmio (CdTe) e l'arseniuro di gallio (GaAs), sono stati sviluppati per l'uso nelle celle fotovoltaiche. Esistono due tipi fondamentali di materiale semiconduttore, chiamati positivo (o tipo P) e negativo (o tipo N). In una cella fotovoltaica, i pezzi piatti di questi materiali vengono posizionati insieme e il confine fisico tra loro è chiamato giunzione PN. Il dispositivo è costruito in modo tale che la giunzione possa essere esposta alla luce visibile, IR o UV. Quando tale radiazione colpisce la giunzione PN, viene prodotta una differenza di tensione tra i materiali di tipo P e di tipo N. Gli elettrodi collegati agli strati semiconduttori consentono di prelevare corrente dal dispositivo.
È possibile collegare insieme grandi gruppi di celle fotovoltaiche per formare moduli, array o pannelli solari. L'uso di celle fotovoltaiche e batterie per la generazione di energia elettrica utilizzabile è noto come fotovoltaico. Uno dei principali vantaggi del fotovoltaico è il fatto che non è inquinante, richiede solo immobili (e un clima ragionevolmente soleggiato) per funzionare. Un altro vantaggio è il fatto che l'energia solare è illimitata. Una volta installato, un impianto fotovoltaico può fornire energia praticamente a costo zero per anni e con una manutenzione minima.