زمین به طور مداوم از تابش خورشید در سطح بیرونی اتمسفرش، مقدار ؛ 1/ 74×1017W توان را دریافت می کند. از این مقدار، 31 % به فضا منعکس می‌شود، در حالی که بقیه توسط اتمسفر، اقیانوس‌ها و زمین جذب می‌شوند. انرژی جذب شده خورشیدی جریان‌های همرفت و تبخیر آب اقیانوس‌ها را ناشی می‌شود، که به ترتیب باد و چرخه آب، را بوجود می‌آورد. علاوه بر این، انرژی خورشیدی به انرژی شیمیایی از طریق فتوسنتز تبدیل شده که منجر به ایجاد فرآیند زیست توده و در نتیجه تولید تمام سوخت های فسیلی می شود.
انرژی که زمین از خورشید در یک ساعت جذب می کند از مصرف انرژی جمعیت جهان در یک سال بیشتر است. نه تنها انرژی خورشیدی قابلیت فنی بالاتری از هر منبع انرژی تجدیدپذیر دیگر دارد، بلکه به راحتی در هر محیط زیست قابل اقامتی در دسترس است. با این حال، جذب این منبع انرژی بزرگ، ولی پراکنده نیاز به غلبه بر چالش‌های فنی و اقتصادی دارد. نفوذ گسترده تابش خورشیدی بر روی زمین را می‌توان برای مقاصد مختلف زندگي استفاده کرد. کاربردهای اثبات شده تولید برق، گرمایش آب، پخت و پز و خشک کردن محصولات کشاورزی و شیرین سازی آب و ... با انرژی خورشیدی می باشند.
انرژی خورشیدی می‌تواند برای تمام استفاده‌های مختلف به کار رود. در داخل هر برنامه، فن‌آوری‌هایی وجود دارد که از هر دو شدت طبیعی خورشیدی و یا استفاده از فن آوری‌های «متمرکز» برای به تمرکز درآوردن جزء مستقیم تابش خورشیدی استفاده می شود. بازده و قابلیت اقتصادی شدن فن‌آوری‌های انرژی خورشیدی، در بخش های بزرگی، بستگی به کیفیت منابع محلی انرژی خورشیدی دارد. فن‌آوری‌های تولید برق عبارتند از PV و CSP ؛ سایر فن‌آوری‌های خورشیدی، شامل گرمایش و روشنایی، برق را مستقیماً تولید نمی کنند، اما ممکن است مصرف برق در ساختمان ها را کاهش دهند. یک سلول فوتوولتائیک ( PV ) که به عنوان سلول خورشیدی نیز شناخته می شود، یک وسیله نیمه هادی است که وقتی نور خورشید بر آن می تابد، برق تولید می کند. اگرچه اثر فوتوولتائیک در سال 1839 توسط دانشمند فرانسوی ادموند بکورل مشاهد شد، اما تا زمان توسعه تئوری کوانتم نور و فیزیک حالت جامد در اواسط دهه 1900 قابل درک نبود. تبدیل فوتوولتائیک انرژی خورشیدی شامل محدوده گسترد های از اطلاعات و دانش‌ها می باشد: مسائل انرژی، مشخصات تشعشع خورشیدی رسیده به سطح زمین، اثر فوتوولتائیک در اتصال p-n ، خواص نیمه هادی‌هایی که در تبدیل فوتوولتائیک مهم هستند، تکنولوژی سلول‌های خورشیدی، ساختار ماژول‌ها و آرایه های فوتوولتائیک، سیست مهای کنترل ایستگاه قدرت فوتوولتائیک و همچنین مسائل بوم شناختی و اقتصادی تأسیسات فوتوولتائیک.
فوتوولتائیک‌ها شاخه‌های زیادی از علوم و تکنولوژی‌ها را به هم مرتبط می سازند.
هدف علمی اصلی فوتوولتائیک ها تولید سلول های خورشیدی و سیستم‌های خورشیدی با پایداری بالا و بازده بالاست و اینکه از لحاظ اقتصادی قابل قبول باشند.این کتاب برای فراهم آوردن توصیفی از نحوه کارکرد و اصول اساسی سیستم های فوتوولتائیک
گردآوری شده است. مباحث کتاب حاضر به طور خلاصه به صورت زیر می باشد:
فصل اول به مقدمه‌ای درباره انرژی خورشیدی و مختصری درباره منابع خورشیدی و فن‌آوری‌های تبدیل انرژی خورشیدی می پردازد.
فصل دوم مقدم های از فوتوولتائیک آورده شده و در آن مطالبی در مورد مشکلات انرژی جهان، تشعشع خورشیدی و تبدیل فوتوولتائیک گفته شده است.
در فصل سوم به بررسی نیمه هادی ها پرداخته شده و در آن تئوری نیمه هادی‌ها، اتصال p-n ، اثر فوتوولتائیک و مشخصات سلول PV آورده می‌شود.
فصل چهارم به تشریح پانل‌های فوتوولتائیک می پردازد و در آن ماژول‌ها PV و آرایه‌های سلولی بررسی شده و معادلات مربوط به ولتاژ-جریان آ نها آورده می‌شوند. همچنین در این فصل یک مطالعه موردی از پانل های فوتوولتائیک ذکر و تشریح می شود. در پایان این فصل انواع تکنولوژی‌های PV توضیح داده می شوند.
در فصل پنجم اجزای یک سیستم خورشیدی PV که شامل ماژول های PV یا آرایه‌های خورشیدی، بالانس سیستم و بار الکتریکی می باشد، شرح داده می شوند.
فصل ششم به انواع سیستم‌ها و کاربردهای فوتوولتائیک می‌پردازد که با توجه به آرایش سیستم، می‌توانیم چهار نوع اصلی از سیستم‌های PV معرفی کنیم: کوپل شده مستقیم، مستقل، متصل به شبکه و ترکیبی. هر یک از این سیستم‌ها در این فصل تشریح می شوند.
در فصل هفتم طراحی سیستم های فوتوولتائیک همراه با مثال‌هایی تشریح و توضیح داده می شود.
خروجی قدرت الکتریکی از یک پانل PV به تشعشع برخوردی، دمای سلول، زاویه تابش خورشیدی و مقاومت بار بستگی دارد. در این فصل، یک روش برای طراحی یک سیس م PV ارائه می شود و تمام این پارامترها آنالیز می شوند.
یک راه برای افزایش کارایی PV ها متمرکز کردن نور خورشید بر روی سلول های فوتوولتائیک کوچک با کارآمدی بالا با استفاده از مواد بازتاب کننده کم هزینه، لنزها یا آینه ها می باشد. این سیستم‌ها به عنوان فوتوولتائیک‌های متمرکز کننده ( CPV ها) شناخته می شوند. همچنین یک سیستم که بتواند به طور همزمان هم انرژی الکتریکی و هم انرژی حرارتی را فراهم کند، یک کاربرد جالب توجه خواهد بود. چنین سیستمی می‌تواند بخشی از انرژی الکتریکی و حرارتی مورد نیاز برای کاربردهای متعددی
در صنعت و ساختمان‌ها (بیمارستانها، مدارس و خانه‌ها) را پوشش دهد. این دو راهکار به ترتیب تحت عناوین سیستم PV متمرکز کننده و PV/T ترکیبی در فصل هشتم تشریح می شوند.
در فصل نهم یک پیوست آورده شده است که در آن به تشریح زوایای خورشیدی پرداخته شده که فهم درستی از آن ها در حل مسائل کتاب لازم و مفید می باشد.