Sebagaimana tertera pada namanya, fotovoltaik adalah proses konversi langsung dari cahaya (foto) menjadi listrik (-voltaik). Prinsip proses ini dapat dijelaskan berkat kemajuan besar sains di abad ke 20, yaitu fisika kuantum. Pada bagian ini kita akan membahas sifat-sifat cahaya dan interaksinya dengan berbagai zat.