太阳能发电原理
太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用，通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域；通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。
二十世纪50年代，太阳能利用领域出现了两项重大技术突破：一是1954年美国贝尔实验室研制出6％的实用型单晶硅电池，二是1955年以色列Tabor提出选择性吸收表面概念和理论并研制成功选择性太阳吸收涂层。这两项技术的突破为太阳能利用进入现代发展时期奠定了技术基础，物理学上称为光生伏打( Photovoltaic )，简称 PV ( photo = light 光线，voltaics = electricity 电力 )。
光电池发电原理
组成材料
可使用的半导体材料甚多，硅 ( silicon ) 为目前通用的太阳能电池之原料代表，而在市场上又区分为：1.单结晶硅；2.多结晶硅；3.非结晶硅。目前最成熟的工业生产制造技术和最大的市场占有率乃以单晶硅和非晶硅为主的光电板。原因是：一、单晶效率最高；二、非晶价格最便宜，且无需封装，生产也最快；三、多晶的切割及下游再加工较不易，而前述两种都较易于再切割及加工。最近十多年，薄膜光电池 ( thin film PV ) 如 Culn( Ga )Se2，CdTe，pc-Si，和非晶硅 ( a-Si ) 的发展迅速，光电转换效率也快速提高。
目前各种太阳能电池的最高效率如表一所示：
由于材料特性上的限制，对于结晶硅太阳能电池的效率，要再进一步提升的空间有限，目前比较具有成长潜力的应属多接面的串迭型太阳能电池。 以硅为原料的太阳能电池其市场占有率为96%，其中单晶硅为39%，多晶硅为44%，而非晶硅则占13%。
卫星太阳能发电厂(Satellite Solar Power Station)
太阳能电池的一大缺点，就是夜间无法发电，因此，太阳能发电的理想，是找到一个能够不断接受太阳光能的地方---太空中发电。美国科学家Peter Haresa于1968年，即提出太空太阳能发电卫星的构想，他认为在轨道上设置同步卫星，将太阳能电池转换的电能，以微波的方式连续不断地传回地球，地面上的微波接收站收到后，再将微波转换成电能。由于在太空中运行时，不受日夜更替与气候、季节转换的影响，因此在太空中获取的太阳能是地表上的10倍之多！