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)能電池主要是以半導體材料為基礎，其工作原理是利用光電材料吸收光能后發(fā)生光伏反應，根據所用材料的不同，太陽(yáng)能電池可分為：
1、硅太陽(yáng)能電池；
2、以無(wú)機鹽如砷化鎵III-V化合物、硫化鎘、銅銦硒等多元化合物為材料的電池；
3、功能高分子材料制備的太陽(yáng)能電池；
4、納米晶太陽(yáng)能電池等。

太陽(yáng)能電池的應用已從軍事領(lǐng)域、航天領(lǐng)域進(jìn)入工業(yè)、商業(yè)、農業(yè)、 通信、家用電器以及公用設施等部門(mén)，尤其可以分散地在邊遠地區、高山、沙漠、海島和農村使用，以節省造價(jià)很貴的輸電線(xiàn)路。但是在現階段，它的成本還很高，發(fā)出1kW電需要投資上萬(wàn)美元，因此大規模使用仍然受到經(jīng)濟上的限制。

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)。