P-N結(jié)太陽能電池包含一個形成于表面的淺P-N結(jié)、一個條狀及指狀的正面歐姆接觸、一個涵蓋整個背部表面的背面歐姆接觸以及一層在正面的抗反射層。當電池暴露于太陽光譜時，能量小于禁帶寬度Eg的光子對電池輸出并無貢獻。能量大于禁帶寬度Eg的光子才會對電池輸出貢獻能量Eg，小于Eg的能量則會以熱的形式消耗掉。因此，在太陽能電池的設計和制造過程中，考慮這部分熱量對電池穩(wěn)定性、壽命等的影響。

太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率指在外部回路上連接佳負載電阻時的大能量轉(zhuǎn)換效率，等于太陽能電池的輸出功率與入射到太陽能電池表面的能量之比。太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率是衡量電池質(zhì)量和技術(shù)水平的重要參數(shù)，它與電池的結(jié)構(gòu)、結(jié)特性、材料性質(zhì)、工作溫度、放射性粒子輻射損傷和環(huán)境變化等有關(guān) 。

中國對太陽能電池的研究開發(fā)工作高度重視，早在七五期間，非晶硅半導體的研究工作已經(jīng)列入國家重大課題；八五和九五期間，中國把研究開發(fā)的放在大面積太陽能電池等方面。2003年10月，國家發(fā)改委、科技部制定出未來5年太陽能資源開發(fā)計劃，發(fā)改委"光明工程"將籌資100億元用于推進太陽能發(fā)電技術(shù)的應用，計劃到2015年全國太陽能發(fā)電系統(tǒng)總裝機容量達到300兆瓦。中國已成為全球光伏產(chǎn)品大制造國，中國即將出臺的《新能源振興規(guī)劃》，中國光伏發(fā)電的裝機容量規(guī)劃為2020年達到20GW，是原來《可再生能源中長期規(guī)劃》中1.8GW的10多倍。

太陽能電池的應用已從軍事領(lǐng)域、航天領(lǐng)域進入工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、 通信、家用電器以及公用設施等部門，尤其可以分散地在邊遠地區(qū)、高山、沙漠、海島和農(nóng)村使用，以節(jié)省造價很貴的輸電線路。但是在現(xiàn)階段，它的成本還很高，發(fā)出1kW電需要投資上萬美元，因此大規(guī)模使用仍然受到經(jīng)濟上的限制。

市場上銷售的光伏電池主要是單晶硅為原料生產(chǎn)的。由于單晶硅電池生產(chǎn)能耗大，一些認為現(xiàn)有單晶硅電池生產(chǎn)能耗大于其生命周期內(nèi)捕獲的太陽能，是沒有價值的。樂觀的估計是需要10年左右時間，使用單晶硅電池所獲得的太陽能才能大于其生產(chǎn)所消耗的能量。而單晶硅是石英砂經(jīng)還原，融化后拉單晶得到的。生產(chǎn)過程能耗大，產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)多，環(huán)境污染嚴重。國外紛紛將其轉(zhuǎn)移到中國生產(chǎn)。我國各地大上單晶硅及單晶硅電池生產(chǎn)線。

單晶硅光伏電池生產(chǎn)技術(shù)雖然很成熟，然而還在不斷發(fā)展，其他各種光伏電池技術(shù)也在不斷涌現(xiàn)。光伏電池的成本和光電轉(zhuǎn)換效率離真正市場化還有很大差距，光伏電池市場主要靠各國財政補貼。歐洲市場光伏發(fā)電補貼高達每度電1元以上。今后，要使光伏電池大規(guī)模應用，不斷改進光伏電池效率和生產(chǎn)成本，在這個過程中，生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品會不斷更新?lián)Q代。其更新?lián)Q代周期短，僅3－5年。光伏電池生產(chǎn)企業(yè)投資大，回收周期長，由于技術(shù)更新快，國內(nèi)企業(yè)，如果不掌握技術(shù)，及時更新技術(shù)，就會很快被淘汰，很可能不能收回投資。