Η ενέργεια που παρέχεται στον άνθρωπο από την ηλιακή ακτινοβολία έχει δύο μορφές, θερμική ενέργεια (θερμικά ηλιακά συστήματα) και ηλεκτρική ενέργεια (φωτοβολταϊκά συστήματα)
    Όσον αφορά την αξιοποίηση της θερμικής ενέργειας από την ηλιακή ακτινοβολία οι μέθοδοι και τα αποτελέσματα είναι γνωστά. Μιλάμε για τους ηλιακούς θερμοσίφωνες που συλλέγουν ακτινοβολία με απώτερο σκοπό την θέρμανση μικρών ποσοτήτων νερού που προορίζονται για οικιακή χρήση: λουτρό, λάντζα κ.τ.λ. ή μεγάλων ποσοτήτων που χρησιμοποιούνται στις βιομηχανίες, σε θερμαινόμενες πισίνες κ.α.
    Μπορούμε να πούμε ότι ειδικά για την Ελλάδα η οποία έχει μακρές και έντονες περιόδους ηλιοφάνειας το ζεστό νερό είναι ταυτισμένο με τον ηλιακό θερμοσίφωνα και άρα άμεσα συνδεόμενο με την ηλιακή ακτινοβολία.
     Ο δεύτερος τρόπος συνεισφοράς της ηλιακής ακτινοβολίας στην ενεργειακή παραγωγή και κατανάλωση είναι μέσω του ηλεκτρικού ρεύματος που παράγεται με τα φωτοβολταϊκά στοιχεία. Διακρίνονται στα ΦΒ στοιχεία ημιαγωγών, που έχουν υψηλή απόδοση και κυριαρχούν στην αγορά και στα οργανικά ΦΒ στοιχεία, τα οποία βρίσκονται ακόμη σε στάδιο έρευνας, με χαμηλή απόδοση.
     Το φωτοβολταϊκό στοιχείο (photovoltaic cell) ημιαγωγών είναι, γενικά, ένα σύστημα δύο ημιαγωγών σε επαφή, που όταν φωτίζεται, παράγει στα δύο άκρα του, συνεχή ηλεκτρική τάση. Τα δύο στρώματα αποτελούνται από το ίδιο βασικό υλικό, συνήθως Πυρίτιο (Si), το ένα στρώμα είναι ημιαγωγός τύπου n και το άλλο τύπου p. Εξωτερικά τοποθετούνται κατάλληλα ηλεκτρόδια. Η κατασκευή έχει τη μορφή μιας σχεδόν τετράγωνης πλάκας, ώστε η εσωτερική επαφή των ημιαγωγών να καταλαμβάνει όλη την επιφάνεια του πλακιδίου. Όταν το στοιχείο αυτό φωτίζεται, ένα ποσοστό φωτονίων που απορροφούνται, κυρίως στην περιοχή της επαφής, παράγουν επιπλέον ελεύθερα ηλεκτρόνια και οπές. Το ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο της επαφής ωθεί τους φορείς αυτούς στους χώρους που επικρατούν οι όμοιοί τους φορείς, δηλαδή τα ηλεκτρόνια στη μεριά του ημιαγωγού τύπου n και τις οπές στη μεριά του ημιαγωγού τύπου p. Το συνολικό ρεύμα των φορέων αυτών αποτελεί το φοτόρευμα. Όταν οι εξωτερικές επαφές του ΦΒ στοιχείου, συνδεθούν σε αντίσταση κατανάλωσης, διέρχεται μέσα απ' αυτήν μέρος του φωτορεύματος. Το ρεύμα μέσα απ’ την εξωτερική αντίσταση και η τάση στα άκρα της, έχουν τιμές που επιτρέπουν να θεωρήσουμε το ΦΒ στοιχείο ως πηγή ηλεκτρικής ενέργειας.
   Πριν προχωρήσουμε στην ανάπτυξη των φωτοβολταϊκών στοιχείων και συστημάτων θα πρέπει να αναφέρουμε μερικά χαρακτηριστικά της ηλιακής ακτινοβολίας που καταδεικνύουν και την σημασία της στον ενεργειακό τομέα.