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%。

晶硅光伏組件安裝后，暴曬50——100天，效率衰減約2——3%，此后衰減幅度大幅減緩并穩定有每年衰減0.5——0.8%，20年衰減約20%。單晶組件衰減要約少于多晶組件。非晶光做組件的衰減約低于晶硅。 因此，提升轉化率、降低每瓦成本仍將是光伏未來(lái)發(fā)展的兩大主題。無(wú)論是哪種方式，大規模應用如果能夠將轉化率提升到30%，成本在每千瓦五千元以下（和水電相平），那么人類(lèi)將在核聚變發(fā)電研究成功之前得到為廣泛、清潔、廉價(jià)的幾乎無(wú)限的可靠新能源。

并網(wǎng)光伏發(fā)電就是太陽(yáng)能組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過(guò)并網(wǎng)逆變器轉換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后直接接入公共電網(wǎng)?？梢苑譃閹铍姵氐暮筒粠铍姵氐牟⒕W(wǎng)發(fā)電系統。

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。