半导体光电效应是光伏发电的主要原理。当光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中的所有电子吸收。电子吸收的能量足够大，可以克服金属的内部重力，逃离金属表面，成为光电子。硅原子有四个外层电子。如果在纯硅中掺入磷原子等五个外层电子，则成为N型半导体；如果在纯硅中掺入硼原子等三个外层电子原子，形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面电势差，成为太阳能电池。当阳光照射时P－N结束后，电流从P型流向N型，形成电流。

光电效应是指光导致不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间的电位差。它首先是从光子（光波）到电子和光能的过程；其次是电压过程的形成。

多晶硅通过铸锭、破锭、切片等工艺制成待加工的硅片。微量硼和磷与硅片混合扩散形成P－N结。然后用丝网印刷，将精制的银浆印在硅片上，做成格栅线。烧结后，制成背电极，在格栅线表面涂一层防反射涂层。

电池片排列组合成电池组件，就组成了大的电路板。铝框一般包裹在组件周围，前盖玻璃，电极安装在反面。电池组件等辅助设备可形成发电系统。电流转换器需要安装，以转换交流电。发电后以储存或输入公共电网。电池组件约占发电系统成本的50%，电流转换器、安装成本、其他辅助部件等成本占其他50%。