光伏發(fā)電的主要原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。光子照射到金屬上時(shí)，它的能量可以被金屬中某個(gè)電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬原子內(nèi)部的庫(kù)侖力做功，離開(kāi)金屬表面逃逸出來(lái)，成為光電子。硅原子有4個(gè)外層電子，如果在純硅中摻入有5個(gè)外層電子的原子如磷原子，就成為N型半導(dǎo)體；若在純硅中摻入有3個(gè)外層電子的原子如硼原子，形成P型半導(dǎo)體。當(dāng)P型和N型結(jié)合在一起時(shí)，接觸面就會(huì)形成電勢(shì)差，成為太陽(yáng)能電池。當(dāng)太陽(yáng)光照射到P－N結(jié)后，電流便從P型一邊流向N型一邊，形成電流。

與常用的火力發(fā)電系統(tǒng)相比，光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)于：
①無(wú)枯竭危險(xiǎn)；
②安全可靠，無(wú)噪聲，排放外，干凈（）；
③不受資源分布地域的限制，可利用建筑屋面的優(yōu)勢(shì)；例如，無(wú)電地區(qū)，以及地形復(fù)雜地區(qū)；
④無(wú)需消耗燃料和架設(shè)輸電線(xiàn)路即可就地發(fā)電供電；
⑤能源質(zhì)量高；
⑥使用者從感情上容易接受；
⑦建設(shè)周期短，獲取能源花費(fèi)的時(shí)間短。

并網(wǎng)光伏發(fā)電有集中式大型并網(wǎng)光伏電站一般都是電站，主要特點(diǎn)是將所發(fā)電能直接輸送到電網(wǎng)，由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配向用戶(hù)供電。但這種電站投資大、建設(shè)周期長(zhǎng)、占地面積大，還沒(méi)有太大發(fā)展。而分散式小型并網(wǎng)光伏，特別是光伏建筑一體化光伏發(fā)電，由于投資小、建設(shè)快、占地面積小、政策支持力度大等優(yōu)點(diǎn)，是并網(wǎng)光伏發(fā)電的主流。

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本設(shè)備包括光伏電池組件、光伏方陣支架、直流匯流箱、直流配電柜、并網(wǎng)逆變器、交流配電柜等設(shè)備，另外還有供電系統(tǒng)監(jiān)控裝置和環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置。其運(yùn)行模式是在有太陽(yáng)輻射的條件下，光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽(yáng)能電池組件陣列將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換輸出的電能，經(jīng)過(guò)直流匯流箱集中送入直流配電柜，由并網(wǎng)逆變器逆變成交流電供給建筑自身負(fù)載，多余或不足的電力通過(guò)聯(lián)接電網(wǎng)來(lái)調(diào)節(jié)。

過(guò)去5 年，光伏發(fā)電的成本已下降了三分之一，在南美等國(guó)光伏發(fā)電已經(jīng)與零售電價(jià)持平，甚至是低于零售電價(jià)，未來(lái)光伏發(fā)電的成本還將進(jìn)一步凸顯。其次，火力發(fā)電會(huì)帶來(lái)的環(huán)境治理成本，二十次的巴黎氣候峰會(huì)便是引導(dǎo)各國(guó)積極啟動(dòng)碳交易市場(chǎng)定價(jià)機(jī)制，由此給高耗能企業(yè)帶來(lái)的成本增加則顯而易見(jiàn)，因此從這個(gè)角度而言煤炭發(fā)電成本將光伏發(fā)電。
投資成本降至8元/瓦以下，度電成本降至0.6-0.9元/千瓦時(shí)。

應(yīng)用領(lǐng)域
一、用戶(hù)太陽(yáng)能電源：（1）小型電源10-100W不等，用于邊遠(yuǎn)無(wú)電地區(qū)如高原、海島、牧區(qū)、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、電視、收錄機(jī)等；（2）3-5KW家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；（3）光伏水泵：解決無(wú)電地區(qū)的深水井飲用、灌溉。
二、交通領(lǐng)域如航標(biāo)燈、交通/鐵路信號(hào)燈、交通警示/標(biāo)志燈、宇翔路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無(wú)線(xiàn)電話(huà)亭、無(wú)人值守道班供電等。
三、通訊/通信領(lǐng)域：太陽(yáng)能無(wú)人值守微波中繼站、光纜維護(hù)站、廣播/通訊/尋呼電源系統(tǒng)；農(nóng)村載波電話(huà)光伏系統(tǒng)、小型通信機(jī)、士兵GPS供電等。
四、石油、海洋、氣象領(lǐng)域：石油管道和水庫(kù)閘門(mén)陰極保護(hù)太陽(yáng)能電源系統(tǒng)、石油鉆井平臺(tái)生活及應(yīng)急電源、海洋檢測(cè)設(shè)備、氣象/水文觀測(cè)設(shè)備等。
五、家庭燈具電源：如庭院燈、路燈、手提燈、野營(yíng)燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節(jié)能燈等。
六、光伏電站：10KW-50MW立光伏電站、風(fēng)光（柴）互補(bǔ)電站、各種大型停車(chē)廠充電站等。
七、太陽(yáng)能建筑將太陽(yáng)能發(fā)電與建筑材料相結(jié)合，使得未來(lái)的大型建筑實(shí)現(xiàn)電力自給，是未來(lái)一大發(fā)展方向。
八、其他領(lǐng)域包括：（1）與汽車(chē)配套：太陽(yáng)能汽車(chē)/電動(dòng)車(chē)、電池充電設(shè)備、汽車(chē)空調(diào)、換氣扇、冷飲箱等；（2）太陽(yáng)能制氫加燃料電池的再電系統(tǒng)；（3）海水淡化設(shè)備供電；（4）衛(wèi)星、航天器、空間太陽(yáng)能電站等。