太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。
太阳能发电方式太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。
（1） 光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程；后一个过程是热—电转换过程。
（2） 光—电直接转换方式该方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。
太阳能发电系统的设计需要考虑的因素：
1、 太阳能发电系统在哪里使用？该地日光辐射情况如何？
2、 系统的负载功率多大？
3、 系统的输出电压是多少，直流还是交流？
4、 系统每天需要工作多少小时？
5、 如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需连续供电多少天？
6、 负载的情况，纯电阻性、电容性还是电感性，启动电流多大？
太阳电池组件是太阳能离网发电系统中的主要部分，也是系统中价值的部件，其作用是将太阳的辐射能量转换为直流电能。根据用户对功率和电压的不同要求，制成太阳电池组件单个使用，也可以数个太阳电池组件经过串联（以满足电压要求）和并联（以满足电流要求），形成供电阵列提供更大的电功率。太阳电池组件具有高面积比功率，长寿命和高可靠性的特点，在20年使用期限内，输出功率下降一般不超过20%。随着温度的变化，电池组件的电流、电压、功率也将发生变化，故组件串联设计时必须考虑电压负温度系数。
与常用的火力发电系统相比，太阳能光伏发电的优点主要体现在：
1、无枯竭危险；
2、可靠，无噪声，无污染排放外，清洁干净（无公害）；
3、不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；
4、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；
5、能源质量高；
6、建设周期短，获取能源花费的时间短。