太阳能光伏发电的原理主要是依据半导体的光电效应。当太阳能的光子照在金属上的时候，光子的能量能够被金属里的电子吸收，当被吸收的电子到达一定量的时候，就可以打破金属器的内部引力做功，就能离开金属表层跑出来，就是我们说的光电子。硅原子拥有4个外层电子，若能够在纯硅原子中加入有5个外层电子的元素如磷原子，就成了N型半导体，然后如果在纯硅原子中加入有3个外层电子的原子如硼原子，就能够形成P型半导体。当我们把N型和P型结合到一块时，它们的接触面将会出现电势差，这就是太阳能电池。在太阳光照耀在P-N结上时，空穴就会从P极区向N极区转移，电子就会从N极往P极区转移，这就形成了电流。
光电效应其实就是通过光照把不均匀的半导体或金属跟半导体连接的不同区域之间产生点差的效应。它最开始是从光波而来，通过反应转变成电子，也就是光能量转变成电能量的经过，然后是形成电压的经过。
多晶硅是通过铸锭，破锭，切片等过程后，制作而成的太阳能电子组件的原材料硅片。把硅片表层加上和扩散微量的磷、硼等原子就能形成P-N结。接着使用丝网印刷技术，把已经调配完成的银浆到硅片上来做栅线，最后通过烧结，然后制作成为背电极，要在有栅线的侧面加上一层防反射涂层，就做好了一个电池片。把多个电池片经过排列组合后就成为了太阳能电池组件，也就是太阳能电路板。
一般情况下太阳能电池组件的周边要用铝框包裹，然后正面加盖钢化玻璃，反面用来装置电极。光伏发电系统主要部件是蓄电池组件，加上其他一些辅助设备就可以形成发电系统。如果把直流电变成交流电，还需要用到电流转换器。光伏发电产生的电能可以存储到储能蓄电池里，也能直接输送到公共电网。光伏发电系统的成本里，太阳能电池组件占到大部分，约占整个发电系统的一半左右，然后安装费以及其他一些必要的器件占另外一半。