光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。硅原子有4个外层电子，如果太阳能光伏发电在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子，就成为N型半导体;若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子，形成P型半导体。日照太阳能光伏发电当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P-N结后，空穴由P极区往N极区移动，电子由N极区向P极区移动，形成电流。由此可见，光伏发电并没有光污染，但是光伏发电由于发电成本高，生产光伏设备不环保等原因也没有得到各国的大面积推广使用。

太阳能光伏发电的能量转换器是太阳能电池，又称光伏电池，是太阳能光伏发电系统的基础和核心器件。太阳能光伏发电太阳能转换成为电能的过程主要包括3个步骤：(1)太阳能电池吸收一定能量的光子后，半导体内产生电子一空穴对，称为“光生载流子”，两者的电极性相反，电子带负电，空穴带正电。(2)电极性相反的光生载流子被半导体PN结所产生的静电场分离开。(3)光生载流电子和空穴分别被太阳能电池的正、负极收集，并在外电路中产生电流，从而日照太阳能光伏发电获得电能。

光伏发电与传统发电技术相比具有更多优势：1、太阳能资源十分丰富，辐射到地球表面的能量巨大，对于利用太阳能是十分有利的。因此太阳能光伏发电技术是资源为丰富的发电技术。2、太阳能光伏发电更为安全可靠，太阳能光伏发电不会产生污染以及噪声，并且能够比较灵活，能够安全稳定的运行。3、光伏发电的应用使得边远以及特殊地区的用电问题得以有效解决，日照太阳能光伏发电可以随时随地使用太阳能资源。4、光伏发电能够与建筑物相结合，形成光伏建筑一体化的系统，减少土地资源的浪费。

太阳能光伏发电电池由硅原子组成。可以把原子想象成建筑上的砖——就像乐高中的积木一样，但是因为原子的尺寸很小，你需要特殊工具来看见它们。太阳能电池由硅晶圆层而来，太阳能光伏发电硅晶圆层的尺寸和晚餐餐盘相近，但是要薄很多——只比普通的头发大概厚三倍。太阳能光伏发电哪家好将硅晶层变成太阳能电池板需要特殊的制备工艺，硅晶层要被加热到1000摄氏度，然后将一层金属片放置在该层的背面，同时在太阳能电池上覆盖一层带有孔洞的金属网并让此面冲向太阳。当60片太阳能电池制备完成时，它们将被固定在一层玻璃上来做成太阳能电池板。

光伏发电系统分为独立光伏系统和并网光伏系统。独立光伏发电也叫离网光伏发电。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，太阳能光伏发电还需要配置交流逆变器。独立光伏电站包括边远地区的村庄供电系统，太阳能户用电源系统，日照太阳能光伏发电通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯等各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。并网光伏发电就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电这后直接接入公共电网。可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。