陽(yáng)光照射在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成一個(gè)新的空穴-電子對(duì)。在p-n結(jié)的電場(chǎng)作用下，空穴從n區(qū)流向p區(qū)，電子從p區(qū)流向n區(qū)，連接電路后形成電流。這就是光電效應(yīng)太陽(yáng)能電池的工作原理。
太陽(yáng)能光伏發(fā)電有兩種方式，一種是光熱電轉(zhuǎn)換方式，另一種是直接光電轉(zhuǎn)換方式。
(1）光熱電轉(zhuǎn)換法是利用太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是通過太陽(yáng)能集熱器將吸收的熱能轉(zhuǎn)化為工質(zhì)的蒸汽，然后驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電。前一個(gè)過程是光-熱轉(zhuǎn)換過程；后一個(gè)過程是熱-電轉(zhuǎn)換過程，與普通火力發(fā)電相同。光熱發(fā)電的缺點(diǎn)是效率很低，成本很高，估計(jì)投資至少是普通火力發(fā)電站的5到10倍。一個(gè)1000MW的光熱電站需要投資20到25億美元，平均1kW的投資為2000到2500美元。因此，目前只能在特殊場(chǎng)合小規(guī)模使用，大規(guī)模使用在經(jīng)濟(jì)上很不劃算，無法與普通火電廠或核電站競(jìng)爭(zhēng)。
(2）光-電的直接轉(zhuǎn)換方式是利用光電效應(yīng)，將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能，光-電轉(zhuǎn)換的基本裝置是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池是一種因光電效應(yīng)而將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，是一種半導(dǎo)體光電二極管，當(dāng)陽(yáng)光照射在光電二極管上時(shí)，光電二極管將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生電流。當(dāng)許多電池串聯(lián)或并聯(lián)時(shí)，就可以成為一個(gè)輸出功率相對(duì)較大的太陽(yáng)能電池陣列。太陽(yáng)能電池是一種很有前途的新型電源，具有三大優(yōu)勢(shì)：性、清潔性和靈活性。太陽(yáng)能電池壽命長(zhǎng)，只要有太陽(yáng)存在，太陽(yáng)能電池就可以一次投入，長(zhǎng)期使用；與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽(yáng)能電池不會(huì)造成環(huán)境污染；太陽(yáng)能電池可以做大、小、中、大型電站，大到100萬千瓦的中型電站，小到只有一戶人家有太陽(yáng)能電池板，這是其他電源所不能比擬的。
