太阳能电池发电的首要原理是半导体的光电效应。硅原子有4个电子，假如在纯硅中掺入有5个电子的原子如磷原子，就成为带负电的N型半导体；若在纯硅中掺入有3个电子的原子如硼原子，构成带正电的P型半导体。
当P型和N型结合在一起时，接触面就会构成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P－N结后，空穴由N极区往P极区移动，电子由P极区向N极区移动，构成电流。
制造时，多晶硅通过铸锭、破锭、切片等程序后，制造成待加工的硅片。在硅片上掺杂和分散微量的硼、磷等，就构成P－N结。然后选用丝网印刷，将精配好的银浆印在硅片上做成栅线，通过烧结，一起制成背电极，并在有栅线的面涂一层防反射涂层，电池片就至此制成。电池片摆放组合成电池组件，就组成了大的电路板。一般在组件四周包铝框，正面掩盖玻璃，不和装置电极。有了电池组件和其他辅佐设备，就可以组成发电体系。为了将直流电转化交流电，要安设电流转换器。发电后可用蓄电池存储，也可输入公共电网。发电体系本钱中，电池组件约占50％，电流转换器、装置费、其他辅佐部件以及别的的费用占别的50％。
1954年，美国贝尔实验室诞生榜首个太阳能电池。上世纪60年代开端，美国用太阳能电池作为人造卫星动力。70年代动力危机迸发，太阳能电池开端被应用到民用范畴。
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