Una din utilizările radiaţei solare o constituie transformarea acesteia în electricitate prin intermediul procesului fotoelectric. Termenul de "foto-pilă" (în sensul pilă electrică) este foarte frecvent utilizat pentru a desemna celula fotoelectrică (FE). Trebuie totuşi menţionat că, în ciuda termenului folosit, într-o celulă nu se înmagazinează deloc energie, sub nici o formă, nici chimică. Nu este deci o pilă electrică, ci un convertor instantaneu, ce nu poate furniza energie electrică în absenţa radiaţiei solare. O celulă în întuneric total se comportă ca un element pasiv.
În plus, celula solară nu poate fi asimilată cu nici un alt tip de generator clasic de energie electrică de curent continuu. Aceasta deoarece, celula fotoelectrică nu este nici sursă de tensiune constantă, nici sursă de curent constant. În prezent, randamentul conversiei energiei solare în energie electrică este slab (cel mai adesea, sub 12 %). Aceasta înseamnă că, într-o zonă cu expunere nominală de 1000 W/m2, sunt necesari 12 m2 de panouri FE pentru a furniza 1 kWv, ceea ce determină un cost ridicat al wattului-vârf.
Acest randament scăzut, ca şi costurile destul de mari ale sursei fotoelectrice, au determinat ca utilizatorii să îşi pună problema exploatării la maximum a puterii electrice disponibile la nivelul generatorului FV. Acest maxim se obţine în general, prin asigurarea unei bune adaptări între generatorul FV şi consumatorul asociat. Adaptarea se realizează prin utilizarea convertoarelor statice, care funcţionează în regimuri variate.
Există trei tipuri de sisteme fotoelectrice: sisteme autonome, hibride şi conectate la reţea.
