從太陽(yáng)能獲得電力，需通過(guò)太陽(yáng)電池進(jìn)行光電變換來(lái)實(shí)現。它同以往其他電源發(fā)電原理完全不同。要使太陽(yáng)能發(fā)電真正達到實(shí)用水平，一是要提高太陽(yáng)能光電變換效率并降低其成本，二是要實(shí)現太陽(yáng)能發(fā)電同的電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。

單晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉換效率為15%左右，高可達23%，在太陽(yáng)能電池中光電轉換，但其制造成本高。單晶硅太陽(yáng)能電池的使用壽命一般可達15年，高可達25年。多晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉換效率為14%到16%，其制作成本低于單晶硅太陽(yáng)能電池，因此得到大量發(fā)展，但多晶硅太陽(yáng)能電池的使用壽命要比單晶硅太陽(yáng)能電池要短。

薄膜太陽(yáng)能電池是用硅、硫化鎘、砷化鎵等薄膜為基體材料的太陽(yáng)能電池。薄膜太陽(yáng)能電池可以使用質(zhì)輕、價(jià)低的基底材料（如玻璃、塑料、陶瓷等）來(lái)制造，形成可產(chǎn)生電壓的薄膜厚度不到1微米，便于運輸和安裝。然而，沉淀在異質(zhì)基底上的薄膜會(huì )產(chǎn)生一些缺陷，因此現有的碲化鎘和銅銦鎵硒太陽(yáng)能電池的規?；慨a(chǎn)轉換效率只有12%到14%，而其理論上限可達29%。如果在生產(chǎn)過(guò)程中能夠減少碲化鎘的缺陷，將會(huì )增加電池的壽命，并提高其轉化效率。這就需要研究缺陷產(chǎn)生的原因，以及減少缺陷和控制質(zhì)量的途徑。太陽(yáng)能電池界面也很關(guān)鍵，需要大量的研發(fā)投入。

拋物槽式聚焦系統是利用拋物柱面槽式發(fā)射鏡將陽(yáng)光聚集到管形的接收器上，并將管內傳熱工質(zhì)加熱，在熱換氣器內產(chǎn)生蒸汽，推動(dòng)常規汽輪機發(fā)電。塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統是利用一組立跟蹤太陽(yáng)的定日鏡，將陽(yáng)光聚集到一個(gè)固定塔頂部的接收器上以產(chǎn)生高溫。

太陽(yáng)能發(fā)電是利用電池組件將太陽(yáng)能直接轉變?yōu)殡娔艿难b置。太陽(yáng)能電池組件（Solar cells）是利用半導體材料的電子學(xué)特性實(shí)現P-V轉換的固體裝置，在廣大的無(wú)電力網(wǎng)地區，該裝置可以方便地實(shí)現為用戶(hù)照明及生活供電，一些發(fā)達國家還可與區域電網(wǎng)并網(wǎng)實(shí)現互補。目 前從民用的角度，在國外技術(shù)研究趨于成熟且初具產(chǎn)業(yè)化的是"光伏--建筑（照明）一體化"技術(shù)，而國內主要研究生產(chǎn)適用于無(wú)電地區家庭照明用的小型太陽(yáng)能發(fā)電系統。
太陽(yáng)能發(fā)電系統主要包括：太陽(yáng)能電池組件（陣列）、控制器、蓄電池、逆變器、用戶(hù)即照明負載等組成。其中，太陽(yáng)能電池組件和蓄電池為電源系統，控制器和逆變器為控制保護系統，負載為系統終端。

太陽(yáng)能電池是一對光有響應并能將光能轉換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應的材料有許多種，如：?jiǎn)尉Ч?，多晶硅，非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。它們的發(fā)電原理基本相同，現以晶體硅為例描述光發(fā)電過(guò)程。