Panel surya adalah perangkat yang dimaksudkan untuk menyerap energi dari sinar matahari, baik untuk penggunaan langsung atau untuk penyimpanan. Ada dua jenis utama panel surya: modul fotovoltaik dan kolektor panas matahari. Modul fotovoltaik dimaksudkan untuk mengubah energi matahari menjadi energi listrik, untuk memberi daya pada benda-benda seperti lampu, komputer, atau mobil. Kolektor panas matahari dibangun untuk menyerap energi matahari secara langsung sebagai energi panas, dan sering digunakan untuk memanaskan air untuk mandi, atau untuk memanaskan air yang dapat dipaksakan melalui struktur untuk memanaskannya.
Jenis panel surya pertama, modul fotovoltaik, sebenarnya merupakan kumpulan dari sejumlah sel surya. Beberapa panel surya terdiri dari susunan surya, atau susunan fotovoltaik. Sel surya digabungkan menjadi satu panel surya untuk kemudahan penggunaan, dan skala ekonomi. Dengan menggabungkannya ke dalam panel yang dapat diatur, mereka menjadi lebih mudah untuk diangkut dan dipasang, dan elektronik yang digunakan untuk memprosesnya dapat digunakan bersama oleh sejumlah sel surya yang berbeda.
Jenis panel surya yang paling umum menggunakan silikon kristal dalam bentuk wafer, atau film tipis yang terbuat dari silikon atau telluride kadmium. Saat cahaya mengenai panel surya, sebagian energi cahaya diserap ke dalam semikonduktor yang membuatnya, melepaskan elektron. Elektron-elektron ini kemudian dipaksa ke satu arah, menciptakan arus, yang kemudian dapat ditangkap, diubah, dan digunakan untuk memberi daya apa pun yang kita butuhkan. Ini adalah konsep yang cukup mendasar, tetapi ada dunia inovasi dan penemuan menarik yang saat ini sedang berlangsung untuk membuka kekuatan panel surya.
Salah satu masalah paling mendesak dengan panel surya adalah bagaimana mendapatkan energi paling banyak dari area terkecil. Panel surya mahal, dan memakan tempat, sehingga harus ekonomis secara finansial dan dari perspektif tapak, agar layak untuk dipasang daripada mengambil listrik dari jaringan. Panel surya konsumen saat ini beroperasi dengan efisiensi sekitar 5% hingga 18%, dan jumlah ini telah meningkat secara signifikan dalam dekade terakhir. Ada industri kuat yang dibangun untuk memproduksi panel surya inovatif yang dapat menyerap lebih banyak sinar matahari, dan sepertinya panel surya konsumen yang terjangkau yang menyerap 20% hingga 30% akan tersedia dalam waktu lama.
Ada juga rencana yang lebih eksotis untuk meningkatkan efisiensi secara besar-besaran, dengan banyak desain teoretis yang mengharapkan efisiensi hingga 50%. Ini memiliki implikasi untuk berbagai aplikasi, mulai dari memberi daya pada rumah hingga memberi daya pada kendaraan hingga memberi daya pada pesawat ruang angkasa. Inovasi lain dalam desain panel surya mencoba membuat panel itu sendiri sangat tipis, transparan, dan fleksibel, sehingga dapat ditempatkan pada benda-benda seperti jendela, hampir menghilangkan jejaknya.
Jenis panel surya lainnya, kolektor panas matahari, telah digunakan selama ratusan tahun dalam satu bentuk atau lainnya. Idenya pada dasarnya adalah untuk menempatkan badan air dalam wadah, dan membuat wadah itu menyerap energi cahaya sebanyak mungkin, paling sederhana dengan mengecatnya hitam. Ini kemudian memanaskan air, yang dapat digunakan untuk berbagai tujuan. Banyak orang menggunakan pemanas matahari paksa untuk memanaskan rumah mereka, dengan mengalirkan air panas ini melalui pipa di lantai atau dinding, yang kemudian memancar keluar dan memanaskan udara di dalam.