太陽能電池又稱為“太陽能芯片”或“光電池”，是一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片。它只要被滿足一定照度條件的光照到，瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流。在物理學(xué)上稱為太陽能光伏（Photovoltaic，縮寫為PV），簡稱光伏。

太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。以光電效應(yīng)工作的晶硅太陽能電池為主流，而以光化學(xué)效應(yīng)工作的薄膜電池實(shí)施太陽能電池則還處于萌芽階段。

太陽能電池工作原理的基礎(chǔ)是半導(dǎo)體PN結(jié)的光生伏特效應(yīng)。所謂光生伏特效應(yīng)，簡單地說，就是當(dāng)物體受到光照時(shí)，物體內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和電流的一種效應(yīng)。在氣體、液體和固體中均可產(chǎn)生這種效應(yīng)，但在固體尤其是在半導(dǎo)體中，光能轉(zhuǎn)換為電能的效率特別高。因此半導(dǎo)體中的光電效應(yīng)引起人們的格外關(guān)注，研究得最多，并發(fā)明制造出了半導(dǎo)體太陽能電池。并且當(dāng)太陽光或其他光照射半導(dǎo)體的PN結(jié)時(shí)，就會(huì)在PN結(jié)的兩邊出現(xiàn)電壓，叫做光生電壓。

半導(dǎo)體太陽能電池的發(fā)電過程大概如下：

1.首先是收集太陽光和其他光能使之照射到太陽能電池表面上；

2.太陽能電池能夠吸收具有一定能量的光子，激發(fā)出非平衡載流子（光生載流子）一電子一空穴對(duì)，這些電子和空穴應(yīng)有足夠的壽命，在它們被分離之前不會(huì)復(fù)合消失。；

3.具有不同電荷屬性的光生載流子在太陽能電池p-n結(jié)內(nèi)建電場(chǎng)的作用下，可以使電子一空穴分離，其中電子集中在一邊，空穴則集中在另一邊，在p-n結(jié)兩邊就會(huì)產(chǎn)生異性電荷的積累，從而產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)，即光生電壓；

4.最后在太陽能電池p-n結(jié)的兩側(cè)引出電極，并接上負(fù)載，就可以在外側(cè)電路中產(chǎn)生光生電流，從而獲得輸出功率，這樣太陽能電池就把太陽能（或其他光能）直接轉(zhuǎn)換成電能。