光伏发电的主要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。
传统太阳能发电是必须利用阳光，白天的照射温度必须达到25℃以上，同时不能有树枝树叶遮挡，遮挡了也会削弱照射强度。如果碰上阴雨天，太阳能发电板正常工作就会受影响。而现在，全新的太阳能技术已崭露头角。如新技术模拟植物光合作用，阴天和室内也可正常工作发电。
