光伏效應(yīng)在液體和固體物質(zhì)中都存在，具有固體(尤其是半導(dǎo)體PN結(jié)器件)在太陽光照射下具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率。晶體硅太陽能電池是利用光伏效應(yīng)原理制成的，它可以直接將太陽的光能轉(zhuǎn)化為電能。唐山光伏發(fā)電設(shè)備也是太陽能光伏發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換器是太陽能電池，又稱光伏電池，是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心設(shè)備。

       太陽能轉(zhuǎn)化為電能的過程主要包括三個步驟:

　　(1)太陽能電池吸收有能量的光子后，在半導(dǎo)體中產(chǎn)生電子-空穴對，稱為“光生載流子”。兩對電子極性相反，電子帶負(fù)電，空穴帶正電。

　　(2)具有相反極性的光生載流子被半導(dǎo)體PN結(jié)產(chǎn)生的靜電場分開。

　　(3)光生載流電子和空穴分別被太陽能電池的正負(fù)電極收集，在外部電路中產(chǎn)生電流，從而獲得電能。太陽能光伏發(fā)電的原理如下圖所示。當(dāng)光照射到太陽能電池的表面時，一部分光子被硅材料吸收，光子的能量轉(zhuǎn)移到硅原子上，使電子發(fā)生躍遷，成為自由電子，聚集在PN結(jié)的兩側(cè)，形成電位差。當(dāng)外部電路接通時，在該電壓的作用下，電流將流過外部電路以產(chǎn)生的輸出功率。這個過程的本質(zhì)是將光子能量轉(zhuǎn)化為電能的過程。

　　在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，系統(tǒng)的總效率η由太陽能電池模塊的光電轉(zhuǎn)換效率、控制器效率、電池效率、逆變器效率和負(fù)載效率決定。目前，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率只有17%左右。因此，提高太陽能電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率，降低太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的單位功率成本，是太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)化的難點。自從太陽能電池問世以來，晶體硅一直保持著作為主要材料的主導(dǎo)地位。目前，對硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的研究主要集中在擴大能量吸收面(如利用雙面電池減少反射)、利用吸雜技術(shù)和鈍化技術(shù)提高硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率以及使電池超薄化等方面。