La radiazione solare
L'energia irradiata dal Sole deriva da processi di fusione dell'idrogeno e si propaga nello spazio fino a raggiungere la fascia esterna dell'atmosfera terrestre con una potenza pari a 1353 W/mq, detta costante solare.
A livello del suolo, si registra un'energia specifica minore alla costante solare, a causa dei fenomeni di assorimento e diffusione che hanno luogo nell'atmosfera.
Nella pratica impiantistica, il valore di massima radiazione al suolo è assunto pari a 1000 W/mq ed è il risultato di tre componenti d'irraggiamento: diretto, diffuso e riflesso.
La componente diffusa è la più significativa nelle stagioni invernali ed è pari, su base annua, a circa il 55% della radiazione globale.

Energia solare e celle fotovoltaiche
La conversione della radiazione solare in energia elettrica avviene sfruttando l'effetto indotto da un flusso luminoso che incide su un materiale semiconduttore (per esempio il silicio) quando quest'ultimo incorpora su un lato atomi di drogante di tipo p (boro) e sull'altro atomi di tipo n (fosforo).
Ogni fotone dotato di energia sufficiente è in grado di liberare all'interno della giunzione (zona di contatto tra la parte drogata p e quella drogata n) una coppia elettrone-lacuna che, per effetto del campo elettrico tra i due strati drogati differentemente, genera una differenza di potenziale.
In questo modo è possibile generare un moto continuo di elettroni e lacune, cioè una corrente elettrica.
Per ottenere una corrente è sufficiente collegare lo strato superiore della cella con quello inferiore, attraverso un conduttore; fino a quando la cella resta esposta alla luce, l'elettricità fluisce con regolarità sotto forma di corrente continua.