太阳能光伏发电是利用太阳能电池(一种类似于产品电极管的半导体器件)的光伏效应直接将太阳辐射能量转化为电能的发电方式，太阳能光伏发电的能量转换器是太阳能电池，又称光伏电池。
当阳光照射到太阳能电池(由P和N两种不同类型的均匀半导体材料制成)时，一些光被反射，一些被吸收，还有一些通过电磁圆盘。被吸收的光可以激发处于高能量束缚态的电子，产生电子-空穴对。在PN结内建电场的作用下，电子和空穴一起运动(如图1-1所示)。
N区域的空穴移动到P区域，P区域的电子移动到N区域。太阳能电池的明亮表面有大量的负电荷(电子)积聚，而电池背光表面有大量的正电荷(空穴)积聚。如果电池连接到负载的两端，电流通过负载。
单个太阳能电池是一个薄膜半导体PN结。在标准照明条件下，额定输出电压为0.5-0.55v。在实际应用中，为了获得更高的输出电压和更大的功率容量，往往将多个太阳能电池连接在一起形成一个电池模块，或者使用更多的电池模块形成光伏阵列。
太阳能光伏发电设备的输出功率是随机的。同一块太阳能电池在不同时间、不同地点、不同光强、不同安装方式下的输出功率也不同。
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