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太阳电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的的实质是：光子能量转换成电能的过程。
太阳能光伏发电是利用了光生伏打效应，利用太阳电池将太阳光能直接转化为我们所需要的电能。它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以，光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源可以无处不在。通常民间所说的太阳能发电往往指的就是太阳能光伏发电，简称光电。 目前，光伏发电主要应用在以下三大主面：
面对资源枯竭，人类已经意识到它的严重性，许多国家开始从节约能源，保护环境入手试图解决能源危机，但却无法改变现有矿物资源的储量有限性及使用后对环境的污染性这两个不争的事实，而只能在一定程度上对危机进行缓解。解决能源危机的根本途径也是最终途径就是寻找一种可再生的清洁型新能源。这样，太阳能光伏行业就诞生了。随着原油价格的不断上涨以及环境气候问题的倍受关注，各国政府尤其是发达国家日益重视太阳能行业的发展，在政策的大力支持下，光伏产业赢来了行业发展的高峰期。现今世界上光伏产业发展最快的是：德国、日本和美国。
