لقد تمّ إنماء تقنيات كثيرة لإنتاج الخلايا الشمسية عبر عـمليات متسلسلة من المعالجات الكيميائية والفيزيائية والكهربائية، كما تمّ إنماء مواد مختلفة من أشباه الموصلات لتصنيع الخلايا الشمسية على هيئة عناصر كالسيليكون أو مركبات الجاليوم زرنيخ وكربيد الكادميوم وفوسفيد الأنديوم وكبريتيد النحاس، وغيرها من المواد الواعدة لصناعة الفولت ضوئيات.

والخلية الشمسية هي رقاقة رفيعة من السيليكون تعطي من جانب واحد شحنة إيجابية، ومن الجانب الآخر شحنة سلبية. وتولد الخلايا الشمسية قدرة كهربائية عندما تتعرض لضوء الشمس حيث الفوتونات التي يحمل كلّ منها كماً محدوداً من الطاقة يكسب الإلكترونات الحرة طاقة تجعلها تهتز حرارياً وتكسر الرابط الذري بالشبكة.

تنطلق بعد ذلك حاملات الشحنة هذه متجهة نحو وصلة الثنائي، متنقلة بين نطاقي التوصيل والتكافؤ عبر الفجوة الطاقوية، وتتجمع عند السطح الأمامي والخلفي للخلية محدثة سريان تيار كهربي مستمر عند توصيل الخلية بمحمل كهربائي، وتبلغ القدرة الكهربائية المنتجة للخلية الشمسية عادة "واتاً" واحداً.

ويتم تصنيع خلايا شمسية من مواد مختلفة، إلّا أن أغلب هذه المواد نادرة الوجود بالطبيعة. لذا، فقد تركز الاهتمام على تصنيع الخلايا الشمسية السيليكونية، وذلك لتوافر عنصر السيليكون في الطبيعة، علاوة عن أن العلماء والباحثين تمكنوا من دراسة هذا العنصر دراسة مستفيضة، وتعرّفوا الى خواصه المختلفة وملاءمته لصناعة الخلايا الشمسية.

وتعتمد الطاقة الشمسية في أغلب الأحيان لتسخين المياه والتدفئة وتسخين برك السباحة، كما انها أحسن وسيلة للتبريد حيث أنه كلما زاد الإشعاع الشمسي كلما حصلنا على التبريد، وكلما كانت أجهزة التبريد الشمسي أكثر كفاءة.

كما تعتمد لتوليد الكهرباء، خصوصا للأجهزة المنخفضة الطاقة كالحاسبات والألعاب، ومؤخرا تعتمد هذه التقنية على إشارات المرور الضوئية وغيرها من إشارات الطرق.

ولتقنية الطاقة الشمسية مشاكل عدة، منها وجود الغبار ومحاولة تنظيف أجهزة الطاقة الشمسية منه، وتخزين الطاقة الشمسية والاستفادة منها أثناء الليل أو الأيام الغائمة، وحدوث التآكل في المجمعات الشمسية بسبب الأملاح الموجودة في المياه المستخدمة في دورات التسخين.

وتعتبر خلايا الطاقة الشمسية من أفضل التقنيات الواعدة التي تسخر طاقة الشمس، حيث يعتبر التحويل الحراري المباشر للإشعاعات الشمسية إلى طاقة كهربائية عبر الخلايا الشمسية تقنية جديدة ومتطورة، وستتحول الى صناعة استراتيجية باعتبارها المصدر المستقبلي للطاقة النظيفة، ومن دون مخلفات أو أخطار.

ويتركز الاهتمام على إدخال الفولت ضوئيات كمصدر للطاقة المتجددة في التطبيقات الأرضية، بغية تطوير التقنية ووسائل الاستخدام في قطاع السكن والصحة والتعليم والصناعة والزراعة والنفط وغيرها في الاستخدامات، خصوصا المناطق المعزولة والنائية حيث تنقص تكلفة شبكات الكهرباء العامة وتساعد في الإنماء الاقتصادي والتطوير الاجتماعي المحلي.