在太阳光的照射下，将太阳电池元件产生的电能通过控制器的控制给蓄电池充电或者在满足负载需求的情况下直接给负载供电。根据热力学分析，太阳能发电具有很高的理论发电效率，可达80%以上，技术开发潜力巨大。与风力发电、生物质能发电和核的电等新型发电技术相比，太阳能发电是一种具可持续发展理想特征的可再生能源发电技术。

太阳能发电的原理是太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。太阳能光伏发电系统由三部分组成：太阳能电池组件；充放电控制器、变频器、测试仪器和计算机监控等电力电子设备和蓄电池或其他储能和辅助发电设备。太阳能发电无机械传动部件，操作、维护简单，运行稳定可靠。

太阳能发电的能量转换过程简单，是直接从光能到电能的转换，没有中间过程(如热能转换为机械能、机械能转换为电磁能等)和机械运动，不存在机械磨损。如果日照不足或者在夜间则由蓄电池在控制器的控制下给直流负载供电，对于含有交流负载的太阳能发电系统而言，还需要增加逆变器将直流电转换成交流电。太阳能控制器是由专用处理器CPU、电子元器件、显示器、开关功率管等组成。