ייצור חשמל פוטו-וולטאי משתמש בתאי שמש להמרת אנרגיה סולארית ישירות לאנרגיה חשמלית על בסיס עקרון ההשפעה הפוטו-וולטאית. בין אם מדובר בשימוש עצמאי ובין אם מדובר בייצור חשמל המחובר לרשת, מערכת ייצור החשמל הפוטו וולטאית מורכבת בעיקר משלושה חלקים: פאנלים סולאריים (רכיבים), בקרים וממירים. הם מורכבים בעיקר מרכיבים אלקטרוניים ואינם כוללים רכיבים מכניים. לכן, ציוד ייצור חשמל פוטו-וולטאי מעודן, אמין, יציב, ארוך, התקנה ותחזוקה קלים. בתיאוריה, ניתן להשתמש בטכנולוגיית ייצור חשמל פוטו-וולטאי בכל אירוע בו נדרש כוח החל מכלי חלל, עד כוח ביתי, ועד כוח מגה-וואט. תחנות, קטנות עד צעצועים, וכוח פוטו וולטאי בכל מקום. היעילות של תאי סיליקון גבישי ביתיים היא כ- 10 עד 13%, והיעילות של מוצרים זרים דומים היא כ- 12 עד 14%. פאנל סולארי המורכב מתא סולארי אחד או יותר מכונה מרכיב פוטו וולטאי.
