תהליך ייצור החשמל הפוטו-וולטאי הסולארי הוא פשוט, ללא חלקים מסתובבים מכניים, ללא צריכת דלק, ללא פליטת חומרים כלשהם כולל גזי חממה, ללא רעש וללא זיהום; משאבי אנרגיה סולארית מופצים באופן נרחב ובלתי נדלים. לכן, בהשוואה לטכנולוגיות ייצור חשמל חדשות כגון כוח רוח, כוח ביומסה וכוח גרעיני, ייצור חשמל פוטו-וולטאי הוא טכנולוגיית ייצור חשמל באנרגיה מתחדשת עם המאפיינים האידיאליים ביותר של פיתוח בר קיימא (המשאבים השופעים ביותר ותהליך הפקת החשמל הנקי ביותר). בעל היתרונות העיקריים הבאים.
① משאבי האנרגיה הסולארית הם בלתי נדלים ובלתי נדלים. אנרגיית השמש המקרינה את כדור הארץ גדולה פי 6,000 מהאנרגיה הנצרכת כיום על ידי בני אדם. יתרה מכך, אנרגיית השמש מופצת באופן נרחב על פני כדור הארץ. כל עוד יש אור, ניתן להשתמש במערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית, והיא אינה מוגבלת על ידי גורמים כמו אזור וגובה.
②משאבי אנרגיה סולארית זמינים בכל מקום, ויכולים לספק חשמל בקרבת מקום, ללא שידור למרחקים ארוכים, תוך הימנעות מאובדן אנרגיה חשמלית הנגרם מקווי תמסורת למרחקים ארוכים.
③תהליך המרת האנרגיה של ייצור חשמל פוטו-וולטאי הוא פשוט, זהו המרה ישירה מאנרגיית אור לאנרגיה חשמלית, אין תהליך ביניים (כגון המרת אנרגיה תרמית לאנרגיה מכנית, אנרגיה מכנית לאנרגיה אלקטרומגנטית וכו') ותנועה מכנית , ואין בלאי מכני. על פי ניתוח תרמודינמי, לייצור חשמל פוטו-וולטאי יש יעילות ייצור חשמל תיאורטית גבוהה, שיכולה להגיע ליותר מ-80 אחוז, ופוטנציאל הפיתוח הטכנולוגי הוא עצום.
④ ייצור חשמל פוטו-וולטאי עצמו אינו משתמש בדלק, אינו פולט חומרים כלשהם לרבות גזי חממה וגזי פסולת אחרים, אינו מזהם את האוויר, אינו מייצר רעש, ידידותי לסביבה, ולא יסבול מהשפעת משבר האנרגיה או שוק הדלק. חוסר יציבות. מקור אנרגיה מתחדשת ירוק באמת וידידותי לסביבה.
⑤ תהליך ייצור החשמל הפוטו-וולטאי אינו דורש מי קירור, וניתן להתקין אותו על גובי המדברי ללא מים. ניתן גם לשלב ייצור חשמל פוטו-וולטאי בקלות עם מבנים כדי ליצור מערכת הפקת חשמל משולבת בבניין, שאינה דורשת תפיסה נפרדת בקרקע וחוסכת משאבי קרקע יקרים.
⑥ לייצור חשמל פוטו-וולטאי אין רכיבי שידור מכאניים, כך שהתפעול והתחזוקה פשוטים, והפעולה יציבה ואמינה. מערכת לייצור חשמל פוטו-וולטאית יכולה לייצר חשמל כל עוד יש לה רכיבים של תאים סולאריים, ועם האימוץ הנרחב של טכנולוגיית בקרה אוטומטית, היא יכולה בעצם להשיג פעולה ללא השגחה ועלויות תחזוקה נמוכות.
⑦למערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית יש ביצועים יציבים ואמינים וחיי שירות ארוכים (יותר מ-30 שנה). החיים של תאים סולאריים מסיליקון גבישי יכולים להיות ארוכים עד 20 עד 35 שנים. במערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית, כל עוד התכנון סביר והבחירה מתאימה, אורך חיי הסוללה יכול להגיע גם ל-10 עד 15 שנים.
⑧ מודול התא הסולארי פשוט במבנה, קטן בגודלו, קל במשקל וקל להובלה והתקנה. מערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית היא בעלת תקופת בנייה קצרה, והיא יכולה להיות גדולה או קטנה בהתאם ליכולת עומס הכוח, שהיא נוחה וגמישה וניתנת לשילוב ולהרחבה בקלות.
תאים סולאריים הם סוג חדש ומבטיח של מקור חשמל עם שלושה יתרונות: קביעות, ניקיון וגמישות. בהשוואה לייצור חשמל תרמי וייצור חשמל גרעיני, ייצור חשמל פוטו-וולטאי סולארי לא יגרום לזיהום סביבתי; תאים סולאריים יכולים להיות גדולים, בינוניים וקטנים, החל מתחנת כוח בינונית של מיליון קילוואט ועד למערכת קטנה עצמאית לייצור חשמל סולארית המספקת חשמל למשק בית אחד בלבד. לתכונות אלו אין מתחרים לספקי כוח אחרים.