光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。硅原子有4个外层电子，如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子，就成为N型半导体；若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子，形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P－N结后，电流便从P型一边流向N型一边，形成电流。

太阳能光伏效应，简称光伏（PV），又称为光生伏特l效应（Photovoltaic），是指光照时不均匀半导体或半导体与金属组合的部位间产生电位差的现象。光伏被定义为射线能量的直接转换。在实际应用中通常指太阳能向电能的转换，即太阳能光伏。它的实现方式主要是通过利用硅等半导体材料所制成的太阳能电板，利用光照产生直流电，比如我们日常生活中随处可见的太阳能电池。

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太阳能光伏发电作为21世纪的一种新能源，是经济发展的五个决定性技术领域之一。太阳能是一种清洁、持久、不易失效的新能源。在新的现实中，各国都把利用太阳能作为可持续发展战略的重要组成部分。 　　

光伏发电具有可靠性高、无噪音、限制少、故障率低、维护简单等优点，在我国西部地区寒冷、地形多样、居住分散的现实条件下发挥着很大的作用。 

光伏发电正从偏远的农村地区和特殊应用发展到电网发电和与建筑结合的供电。光伏发电已从补充能源向替代能源过渡。到目前为止，太阳能电池的年销量已超过60兆瓦，电池转换效率已提高到15%以上，系统成本和发电成本分别降至每瓦4美元和每千瓦25美分。 　　

在太阳能利用方面，仅在美国，由于技术日趋成熟和应用规模不断扩大，单是太阳能热水器的年销售额就超过10亿美元。太阳能热能发电也取得了技术上的突破。目前，有20多个大型太阳能热电站在运行或建设中。