太阳能光伏发电，是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。原理光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。光伏发电的主要具体原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。硅原子有4个外层电子，如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子，就成为N型半导体；若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子，形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P－N结后，空穴由P极区往N极区移动，电子由N极区向P极区移动，形成电流。上面所说的光电效应就是光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量的过程；其次，是形成电压过程。
太阳能一般指太阳光的辐射能量。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。利用太阳能的方法主要有：使用太阳能电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能使用太阳能热水器，利用太阳光的热量把水加热利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电利用太阳光的光能中的粒子打击太阳能板发电利用太阳能进行海水淡化太空太阳能转换电能储存，传输地面电能接收站，讯号接收站根据环境与环境太阳日照的长短强弱，可移动式和固定式太阳能利用网太阳能运输（汽车、船、飞机...等）、太阳能公共设施（路灯、红绿灯、招牌...等）、建筑整合太阳能（房屋、厂房、电厂、水厂...等）太阳能装置，例如：太阳能计算机、太阳能背包、太阳能台灯、太阳能手电筒...等各式太阳能应用与装置现在，太阳能的利用还不很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳电池在为人造卫星提供能源方面得到了很好的应用。目前，全球最大的屋顶太阳能面板系统位于德国南部比兹塔特（Buerstadt），面积为四万平方米，每年的发电量为450万千瓦时。日本为了达成京都议定书的二氧化碳减量要求，全日本都普设太阳能光伏板，位于日本中部的长野县饭田市，居民在屋顶设置太阳能光伏板的比率甚至达2%，堪称日本第一。而在中国的江苏睢宁，太阳能利用率更达到95%，可谓全中国第一。光电转换光电转换又称太阳能光伏。太阳能板是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料（例如硅）制成的薄身固体太阳能电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较大的光伏系统可为房屋照明，并为电网供电。太阳能板可以制成不同形状，而又可连接，以产生更多电力。近年，天台及建筑物表面开始使用光伏板组件，被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。光热转换现代的太阳能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸汽和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。太阳能的优点在光照充足的地区(例如:太空向阳区、海洋、海岸、空旷岩地...等)，太阳能的供应源源不断，生产过程不会产生环境污染，又不会消耗其他地球资源或导致地球温室效应。太阳能能源取自于太阳，来源源源不绝，太阳能为良好能源如同水力或风力，各处皆积极发展太阳能。太阳能设施可采取立体式设施，如同风能设施，可保护许多陆地和生态。太阳能的缺点目前利用太阳能的各种技术都具有成本很高的缺点，因此首期资本投资不菲。除此之外，在许多阴雨绵绵的地区、或是日照短的，很难完全靠太阳能供应，投资报酬率较低。另外，除非有大量的太阳能板或更成熟的太阳能技术，不然目前仍然难以产生大量电源供给使用是其缺点。除此之外，太阳能板寿命有限。大约是10-20年。而制作时所需使用的大量硅、锗、硼可能会造成其他方面的污染，得先做好事先的管控处理。