Un impianto fotovoltaico utilizza l'energia solare la trasforma in energia elettrica. Questa conversione viene definita effetto fotovoltaico.

L'energia solare viene prodotta dalla fusione dell'idrogeno che è contenuto all’interno del sole, viene propagata simmetricamente nello spazio celesta e raggiunge la fascia più esterna dell'atmosfera terrestre.

Viene chiamata costante solare la radiazione solare che assume all'esterno dell’atmosfera terrestre una potenza complessiva pari a 1367 W/m2.

A seguito dell’assorbimento e diffusione di energia da parte dell’atmosfera terrestre,  al livello del suolo viene registrato un valore della costante solare inferiore. Convenzionalmente, le norme e la pratica di progettazione di impianti assumono un valore massimo di radiazione al suolo di 1000 W/m2.

La misura della radiazione solare globale orizzontale si effettua mediante uno strumento, detto piranometro o più comunemente polarimetro. Tipicamente i valori di potenza specifica orizzontale possono arrivare in Italia, al livello del mare, durante una bella giornata estiva di sole, a 900 - 1100 W/m2.

Alcuni particolari materiali semiconduttori sono in grado di convertire l’energia prodotta dai raggi solari in energia elettrica, producendo così l’effetto fotovoltaico, senza usufruire di alcun elemento meccanico, né di alcun combustibile.

Questa trasformazione dell’energia solare in energia elettrica ha luogo tramite l'effetto prodotto da un flusso luminoso che investe un materiale semiconduttore (quale il silicio) che incorpora da un lato atomi di drogante di tipo P (boro) e dall'altro atomi di tipo N (fosforo)

Quindi, il silicio e altri materiali semiconduttori aventi queste caratteristiche sono utilizzati per la fabbricazione degli impianti fotovoltaici.