太陽能光伏發電是依靠太陽能電池元件，利用半導體材料的電子學特性，當太陽光照射在半導體PN結上，由于P－N結勢壘區產生了較強的內建靜電場，因而產生在勢壘區中的非平衡電子和空穴或產生在勢壘區外但擴散進勢壘區的非平衡電子和空穴，在內建靜電場的作用下，各自向相反方向運動，離開勢壘區，結果使P區電勢升高，N區電勢降低，從而在外電路中產生電壓和電流，將光能轉化成電能。

太陽能光伏發電系統大體上可以分為兩類，一類是并網發電系統，即和公用電網通過標準介面相連接，像一個小型的發電廠；另一類是獨立式發電系統，即在自己的閉路系統內部形成電路。并網發電系統通過光伏陣列將接收來的太陽輻射能量經過高頻直流轉換后變成高壓直流電，經過逆變器逆變后向電網輸出與電網電壓同頻、同相的正弦交流電流。而獨立式發電系統光伏陣列首先會將接收來的太陽輻射能量直接轉換成電能供給負載，并將多馀能量經過充電控制器后以化學能的形式儲存在蓄電池中。