0 A napelem olyan eszközként működik, amely a napfényt elektromos energiává alakítja fotovoltaikus (PV) cellákon keresztül, amelyek olyan anyagokból épülnek fel, amelyek fény hatására energiával ellátott elektronokat generálnak. Ezek az elektronok egy áramkörön haladva egyenáramú (DC) elektromosságot hoznak létre, amely felhasználható eszközök táplálására vagy akkumulátorokban tárolva. A napelemek, más néven napelempanelek, napelemes elektromos panelek vagy PV-modulok ezt a folyamatot használják ki.
Ezek a panelek jellemzően tömböket vagy rendszereket alkotnak, amelyek egy vagy több napelem panelből álló fotovoltaikus rendszert alkotnak, valamint egy invertert, amely az egyenáramú elektromosságot váltakozó árammá (AC) alakítja át. További összetevők, például vezérlők, mérők és nyomkövetők is részei lehetnek ennek a beállításnak. Az ilyen rendszerek különféle célokat szolgálnak: villamos energiát szolgáltatnak a hálózaton kívüli alkalmazásokhoz a távoli területeken, vagy a felesleges villamos energiát a hálózatba táplálják, lehetővé téve a közüzemi társaságok hiteleit vagy kifizetéseit – ezt a megállapodást hálózatra kapcsolt fotovoltaikus rendszernek nevezik.
A napelemek előnyei közé tartozik a megújuló és tiszta energiaforrások hasznosítása, az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentése és a villanyszámlák visszafogása. A hátrányok közé tartozik azonban a napfény elérhetőségétől való függés, az időszakos tisztítás szükségessége és a jelentős kezdeti költségek. A lakossági, kereskedelmi és ipari területeken széles körben alkalmazott napelemek az űrben és a közlekedésben is szerves részét képezik.