תא שמש (SolarCell) הוא מתקן ההופך ישירות את אנרגיית השמש לאנרגיה חשמלית.

המתקן של תא השמש, מבוסס על משפחת חומרים הנקראים חצי – מוליכים (Semiconductors), מהם מכינים גם את הרכיבים האלקטרוניים ("ג'וקים"), המשמשים לדוגמא במחשבים.

העיקרון הפיזיקלי עליו מבוססת פעולתו של תא השמש הוא האפקט הפוטו וולטאי, בו אור הפוגע בצומת, המורכבת משני חומרים חצי מוליכים שונים, גורם למעבר אלקטרון בצומת, למצב של אלקטרון חופשי היכול לנוע בחומר. ברגע שמחברים מוליך חשמלי, היוצר מעגל חשמלי סגור סביב צומת זו, זורמים האלקטרונים דרכה ובכך יוצרים את הזרם החשמלי.

הרחבה על האפקט הפוטו-וולטאי – הקלק כאן.

ניתן לחלק את המרת אנרגיית השמש לאנרגיה חשמלית בתא שמש, למספר שלבים:

1. בליעת קרינת השמש בחומר החצי מוליך.
2. יצירת נושאי המטען החשמלי החופשיים, בצומת החצי מוליך.
3. יצירת המתח החשמלי, כתוצאה מהפרדת המטענים החשמליים לשני קצות הצומת.
4. מעבר המטענים החשמליים דרך האלקטרודות, כזרם חשמלי ליישום.