太陽光エネルギーを直接電気エネルギーに交換する装置であり、市販されているものは半導体のシリコン（Si）に価電子が一つ多いリン（P）を微量混存させたn型半導体と価電子が一つ少ないホウ素（B）添加したp型半導体を接合したpn型半導体である。p-n接合部に太陽光があたるとそのエネルギーで電子が励起されp側からn側に移動し、その間に起電力を生ずる。最近、シリコン原料の不足のため化合物半導体の開発がさかんで、銅－イリジウム－セレンからなるCIS太陽電池もその一つである。1991年、M.グレッツェルらにより色素増感型太陽電池（dye-sensitized solar cell）が開発された。これはグレッツェル電池（グレッツェルセル Gretzel cell）とも呼ばれ、太陽光を吸収するRu（ルテニウム）錯体色素をTiO₂（二酸化チタン）微粒子表面に吸着させてI^-/I₃^-（Iはヨウ素）を含む電解質に入れた構造をしていて、安価でフィルム状にもなる。