P-N結太陽(yáng)能電池包含一個(gè)形成于表面的淺P-N結、一個(gè)條狀及指狀的正面歐姆接觸、一個(gè)涵蓋整個(gè)背部表面的背面歐姆接觸以及一層在正面的抗反射層。當電池暴露于太陽(yáng)光譜時(shí)，能量小于禁帶寬度Eg的光子對電池輸出并無(wú)貢獻。能量大于禁帶寬度Eg的光子才會(huì )對電池輸出貢獻能量Eg，小于Eg的能量則會(huì )以熱的形式消耗掉。因此，在太陽(yáng)能電池的設計和制造過(guò)程中，考慮這部分熱量對電池穩定性、壽命等的影響。

太陽(yáng)能電池的工作電壓和電流是隨負載電阻而變化的，將不同阻值所對應的工作電壓和電流值做成曲線(xiàn)就得到太陽(yáng)能電池的伏安特性曲線(xiàn)。如果選擇的負載電阻值能使輸出電壓和電流的乘積大，即可獲得大輸出功率，用符號Pm表示。此時(shí)的工作電壓和工作電流稱(chēng)為佳工作電壓和佳工作電流，分別用符號Um和Im表示。

太陽(yáng)能電池的轉換效率指在外部回路上連接佳負載電阻時(shí)的大能量轉換效率，等于太陽(yáng)能電池的輸出功率與入射到太陽(yáng)能電池表面的能量之比。太陽(yáng)能電池的光電轉換效率是衡量電池質(zhì)量和技術(shù)水平的重要參數，它與電池的結構、結特性、材料性質(zhì)、工作溫度、放射性粒子輻射損傷和環(huán)境變化等有關(guān) 。

太陽(yáng)能交流發(fā)電系統是由太陽(yáng)電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池共同組成；太陽(yáng)能直流發(fā)電系統則不包括逆變器。為了使太陽(yáng)能發(fā)電系統能為負載提供足夠的電源，就要根據用電器的功率，合理選擇各部件。下面以100W輸出功率，每天使用6個(gè)小時(shí)為例，介紹一下計算方法：
應計算出每天消耗的瓦時(shí)數(包括逆變器的損耗)：
若逆變器的轉換效率為90%，則當輸出功率為100W時(shí)，則實(shí)際需要輸出功率應為100W/90%≈111W；若按每天使用5小時(shí)，則耗電量為111W×5h=555Wh。

許多國家正在制訂中長(cháng)期太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)計劃，準備在21世紀大規模開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能，美國能源部推出的是國家光伏計劃，日本推出的是陽(yáng)光計劃。NREL光伏計劃是美國國家光伏計劃的一項重要的內容，該計劃在單晶硅和器件、薄膜光伏技術(shù)、PVMaT、光伏組件以及系統性能和工程、 光伏應用和市場(chǎng)開(kāi)發(fā)等5個(gè)領(lǐng)域開(kāi)展研究工作。

市場(chǎng)上銷(xiāo)售的光伏電池主要是單晶硅為原料生產(chǎn)的。由于單晶硅電池生產(chǎn)能耗大，一些認為現有單晶硅電池生產(chǎn)能耗大于其生命周期內捕獲的太陽(yáng)能，是沒(méi)有價(jià)值的。樂(lè )觀(guān)的估計是需要10年左右時(shí)間，使用單晶硅電池所獲得的太陽(yáng)能才能大于其生產(chǎn)所消耗的能量。而單晶硅是石英砂經(jīng)還原，融化后拉單晶得到的。生產(chǎn)過(guò)程能耗大，產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)多，環(huán)境污染嚴重。國外紛紛將其轉移到中國生產(chǎn)。我國各地大上單晶硅及單晶硅電池生產(chǎn)線(xiàn)。