太陽能光伏發電的原理主要是依據半導體的光電效應。當太陽能的光子照在金屬上的時候，光子的能量能夠被金屬里的電子吸收，當被吸收的電子到達一定量的時候，就可以打破金屬器的內部引力做功，就能離開金屬表層跑出來，就是我們說的光電子。硅原子擁有4個外層電子，若能夠在純硅原子中加入有5個外層電子的元素如磷原子，就成了N型半導體，然后如果在純硅原子中加入有3個外層電子的原子如硼原子，就能夠形成P型半導體。當我們把N型和P型結合到一塊時，它們的接觸面將會出現電勢差，這就是太陽能電池。在太陽光照耀在P-N結上時，空穴就會從P極區向N極區轉移，電子就會從N極往P極區轉移，這就形成了電流。

光電效應其實就是通過光照把不均勻的半導體或金屬跟半導體連接的不同區域之間產生點差的效應。它最開始是從光波而來，通過反應轉變成電子，也就是光能量轉變成電能量的經過，然后是形成電壓的經過。

多晶硅是通過鑄錠，破錠，切片等過程后，制作而成的太陽能電子組件的原材料硅片。把硅片表層加上和擴散微量的磷、硼等原子就能形成P-N結。接著使用絲網印刷技術，把已經調配完成的銀漿到硅片上來做柵線，通過燒結，然后制作成為背電極，要在有柵線的側面加上一層防反射涂層，就做好了一個電池片。把多個電池片經過排列組合后就成為了太陽能電池組件，也就是太陽能電路板。

一般情況下太陽能電池組件的周邊要用鋁框包裹，然后正面加蓋鋼化玻璃，反面用來裝置電極。光伏發電系統主要部件是蓄電池組件，加上其他一些輔助設備就可以形成發電系統。如果把直流電變成交流電，還需要用到電流轉換器。光伏發電產生的電能可以存儲到儲能蓄電池里，也能直接輸送到公共電網。光伏發電系統的成本里，太陽能電池組件占到大部分，約占整個發電系統的一半左右，然后安裝費以及其他一些必要的器件占另外一半。