תא פוטו-וולטאי הוא התקן להמרת הקרינה האלקטרו מגנטית של השמש לאנרגיה חשמלית. המרת האנרגיה מתבצעת בשלושה תהליכים:

1. בליעה של הקרינה בחצי מוליך.
2. יצירת זוגות של נושאי מטען חיוביים ונושאי מטען שליליים והפרדה בינים לאזורים שונים של התא.
3. מעבר של המטענים המופרדים, דרך מגעים חשמליים, לנגד עומס.

מתא פוטו-וולטאי מתקבל מתח ישר, כמו בסוללה חשמלית. כדי להתאים את התאים להפעלת מכשירים ביתיים, או לחברם לרשת החשמל, יש להעביר את המתח שהם יוצרים דרך ממיר ההופך מתח ישר למתח חליפין.