太陽能是一種輻射能，它必須借助予能量轉(zhuǎn)換器才能變換成為電能。這個把太陽能（或其他光能）變換成電能的能量轉(zhuǎn)換器，就叫做太陽能電池。

太陽能電池的工作原理基礎(chǔ)是半導(dǎo)體p-n結(jié)的“光生伏打”效應(yīng)。所謂光生伏打效應(yīng)，簡單地說，就是當(dāng)物體受到光照時，其體內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電動勢和電流的一種效應(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。

可將半導(dǎo)體太陽能電池的發(fā)電過程概括成如下4點：

(1)首先是收集太陽光和其他光使之照射到太陽能電池表面上。

(2)太陽能電池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。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復(fù)合消失。

(3)這些電性符號相反的光生載流子在太陽能電池p-n結(jié)內(nèi)建電場的作用下，電子一空穴對被分離，電子集中在一邊，空穴集中在另一邊，在p-n結(jié)兩邊產(chǎn)生異性電荷的積累，從而產(chǎn)生光生電動勢，即光生電壓。

(4)在太陽能電池p-n結(jié)的兩側(cè)引出電極，并接上負載，則在外電路中即有光生電流通過，從而獲得功率輸出，這樣太陽能電池就把太陽能（或其他光能）直接轉(zhuǎn)換成了電能。