태양광선의 빛에너지를 전기에너지로 바꾸는 장치를 말한다.

1876년 영국의 G. 애덤스 등에 의한 고체의 광기전력효과(光起電力效果)의 발견이 광전지 개발의 계기가 되었으며, 1954년 미국 벨연구소에서 1세대 태양전지인 '결정형 실리콘 태양전지'를 상용화 했다.

실리콘 태양전지는 P형 반도체와 N형 반도체를 붙이고 전선을 연결한 것이다. 여기에 태양광이 들어오면 빛에너지에 의해 전자가 이동하며 전선을 타고 전류가 흐르게 되는 것이다.

실리콘 태양전지는 전자계산기, 탁상용 시계 등 전력 사용량이 비교적 작은 전자기기에 널리 쓰이고 있지만 에너지 효율은 약 6%에 불과하다는 단점이 있다.

물론 실리콘을 얇게 만들어 빛이 쉽게 침투하도록 해 에너지 효율을 15%까지 올린 것도 있고, 특수한 무기 재료로 효율을 20%까지 높인 태양전지도 등장했지만, 이런 첨단 실리콘 태양전지는 만드는 비용이 매우 비싸 경제성이 떨어진다는 지적을 받고 있다.

때문에 현재까지도 가장 많이 쓰이는 제품은 에너지 효율 6%의 1세대 실리콘태양전지이며, 전 세계 시장의 80%을 차지하고 있다.

박막형의 경우 제조 원가를 줄이기 실리콘 웨이퍼를 사용하지 않고 저렴한 원재료인 기판표면(유리,플라스틱 등) 위에 박막으로 화학재료를 증착해 만든다.

결정계에 비해 효율은 낮지만, 제조비용 및 설치비용이 낮고, 부피가 얇아 빌딩이나 공장 등에 사용 하기에 적합하다

덕분에 중국업체 진출로 공급이 넘쳐나고, 유럽 선진국 보조금 중단으로 업황이 침체된 실리콘 태양전지 시장과는 차별화된 흐름을 보였다.

실제로 전 세계 박막 태양전지 시장 규모는 2008년 18억2000만달러에서 2009년 25억600만달러, 2010년 38억8000만 달러를 차지할 정도로 성장세가 가파르다.

이 밖에 광합성 반응 원리를 이용해 전기를 생산하는 역시 2세대로 불리는 '염료감응태양전지'와 플라스틱의 원료인 유기물질을 이용한 '유기물 태양전지'가 3세대 대표주자로 떠오르고 있다.