مشکلات و ویژگی‌های استفاده از انرژی خورشیدی

دو مشکل اصلی در استفاده از انرژی خورشیدی وجود دارد. مشکل اول این است که این انرژی از راه‌های مختلف و متغیر به زمین می‌رسد. در این بین امکان تغییر مقادیر آن در مکان‌ها و زمان‌های مختلف وجود دارد. برای مثال در یک نقطه از زمین، در هنگام شب، تابش خورشید متوقف می‌گردد. در زمستان نیز میزان تابش کمتر از تابستان است. همچنین میزان انرژی خورشیدی دریافتی توسط ساکنین زمین، بسته به عرض و طول جغرافیایی و همچنین ارتفاع از سطح زمین در هر منطقه متفاوت است. مشکل دوم این است که برای جمع‌آوری انرژی خورشیدی، نیاز به سطح زیادی داریم. در واقع، بر خلاف سایر ادوات الکترونیکی مانند مدارهای مجتمع (IC) که هر روزه اندازه آنها کوچک‌تر می شود، سلول‌های خورشیدی ادواتی وابسته به سطح هستند و هرچه سطح بزرگتری داشته باشند، انرژی بیشتری نیز تولید می‌کنند.
الکتریسیته می‌تواند به‌صورت مستقیم به وسیله ادوات فتوولتائیک از انرژی خورشیدی به دست آید. دلیل اینکه بر روی مستقیم بودن این تبدیل تأکید می‌کنیم، از این جهت است که انرژی الکتریکی را می‌توان با روش‌های غیرمستقیم نیز از خورشید به‌دست آورد. برای مثال، موتورهای بخاری وجود دارد که انرژی لازم برای گرم کردن یک مایع را توسط جمع‌کننده‌های نور خورشید دریافت می‌کنند و آن را در یک محل مشخص متمرکز می‌نمایند. به این ترتیب مایع به بخار تبدیل شده و در نهایت در ژنراتور بخار، انرژی الکتریکی تولید می‌شود.
در مقایسه با سایر روش‌های تولید انرژی الکتریکی، سیستم‌های فتوولتائیک الکتریسیته تمیز و در دسترس را بدون مصرف هرگونه سوخت فسیلی و بدون هرگونه حرکت مکانیکی تولید می‌کنند. نحوه عملکرد سلول‌های خورشیدی در مقالات بعدی به تفصیل توضیح داده خواهد شد. این فرآیند به صورت خلاصه اینگونه است که جذب انرژی موجود در نور خورشید توسط یک ماده نیمه‌هادی منجر به تولید الکترون شده و با خروج این الکترون‌ها از ماده، جریان الکتریکی شکل می‌گیرد.