光伏發(fā)電的主要原理是半導體的光電效應。光子照射到金屬上時(shí)，它的能量可以被金屬中某個(gè)電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬原子內部的庫侖力做功，離開(kāi)金屬表面逃逸出來(lái)，成為光電子。硅原子有4個(gè)外層電子，如果在純硅中摻入有5個(gè)外層電子的原子如磷原子，就成為N型半導體；若在純硅中摻入有3個(gè)外層電子的原子如硼原子，形成P型半導體。當P型和N型結合在一起時(shí)，接觸面就會(huì )形成電勢差，成為太陽(yáng)能電池。當太陽(yáng)光照射到P－N結后，電流便從P型一邊流向N型一邊，形成電流。

光電效應是物理學(xué)中一個(gè)重要而神奇的現象。在某特定頻率的電磁波（該頻率稱(chēng)為極限頻率threshold frequency）照射下，某些物質(zhì)內部的電子吸收能量后逸出而形成電流，即光生電。

多晶硅經(jīng)過(guò)鑄錠、破錠、切片等程序后，制作成待加工的硅片。在硅片上摻雜和擴散微量的硼、磷等，就形成P－N結。然后采用絲網(wǎng)印刷，將精配好的銀漿印在硅片上做成柵線(xiàn)，經(jīng)過(guò)燒結，同時(shí)制成背電極，并在有柵線(xiàn)的面涂一層防反射涂層，電池片就至此制成。電池片排列組合成電池組件，就組成了大的電路板。一般在組件四周包鋁框，正面覆蓋玻璃，反面安裝電極。有了電池組件和其他輔助設備，就可以組成發(fā)電系統。為了將直流電轉化交流電，需要安裝電流轉換器。發(fā)電后可用蓄電池存儲，也可輸入公共電網(wǎng)。發(fā)電系統成本中，電池組件約占50%，電流轉換器、安裝費、其他輔助部件以及其他費用占另外 50%。

無(wú)論從世界還是從中國來(lái)看，常規能源都是很有限的。中國的一次性能源儲量遠遠低于世界的平均水平，大約只有世界總儲量的10%。太陽(yáng)能是人類(lèi)取之不盡用之不竭的可再生能源，具有充分的清潔性、的安全性、相對的廣泛性、確實(shí)的命和免維護性、資源的充足性及潛在的經(jīng)濟性等優(yōu)點(diǎn)，在長(cháng)期的能源戰略中具有重要地位。 與常用的火力發(fā)電系統相比，光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)主要體現于： ①無(wú)枯竭危險； ②安全可靠，無(wú)噪聲，排放外，干凈（）； ③不受資源分布地域的限制，可利用建筑屋面的優(yōu)勢；例如，無(wú)電地區，以及地形復雜地區； ④無(wú)需消耗燃料和架設輸電線(xiàn)路即可就地發(fā)電供電； ⑤能源質(zhì)量高； ⑥使用者從感情上容易接受； ⑦建設周期短，獲取能源花費的時(shí)間短。

在有光照（無(wú)論是太陽(yáng)光，還是其它發(fā)光體產(chǎn)生的光照）情況下，電池吸收光能，電池兩端出現異號電荷的積累，即產(chǎn)生“光生電壓”，這就是“光生伏應”。在光生伏應的作用下，太陽(yáng)能電池的兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢，將光能轉換成電能，是能量轉換的器件。太陽(yáng)能電池一般為硅電池，分為單晶硅太陽(yáng)能電池，多晶硅太陽(yáng)能電池和非晶硅太陽(yáng)能電池三種。

過(guò)去5 年，光伏發(fā)電的成本已下降了三分之一，在南美等國光伏發(fā)電已經(jīng)與零售電價(jià)持平，甚至是低于零售電價(jià)，未來(lái)光伏發(fā)電的成本還將進(jìn)一步凸顯。其次，火力發(fā)電會(huì )帶來(lái)的環(huán)境治理成本，二十次的巴黎氣候峰會(huì )便是引導各國積極啟動(dòng)碳交易市場(chǎng)定價(jià)機制，由此給高耗能企業(yè)帶來(lái)的成本增加則顯而易見(jiàn)，因此從這個(gè)角度而言煤炭發(fā)電成本將光伏發(fā)電。 [6] 投資成本降至8元/瓦以下，度電成本降至0.6-0.9元/千瓦時(shí)。