光伏效應
指光照使不均勻半導體或半導體與金屬結合的不同部位之間產生電位差的現象。它首先是由光子（光波）轉化為電子、光能量轉化為電能量的過程；其次，是形成電壓過程。有了電壓，就像築高了大壩，如果兩者之間連通，就會形成電流的迴路。
太陽光照在半導體p-n結上，形成新的空穴-電子對，在p-n結電場的作用下，空穴由n區流向p區，電子由p區流向n區，接通電路後就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。
太陽能電池
太陽能電池是將光伏效應從理論推向實際應用的科技成果。
太陽能電池的發電機理主要分為兩個方向——熱發電和光伏發電[21]。基於光電轉換原理，將光能直接轉化為電能的光伏發電技術因具有低汙染、高可靠性和低成本的特點，成為太陽能電池研究中，一個炙手可熱的方向。
第一代太陽能電池
世界上第一塊半導體太陽能電池是由美國貝爾實驗室於1954年研製成功的。第一代太陽能電池的主要材料為矽晶片，主要分為單晶矽太陽能電池、多晶矽太陽能電池等。
第二代太陽能電池
第二代太陽能電池在第一代太陽能電池的研製基礎上，引進了薄膜技術。薄膜電池主要由襯底、襯底上厚度僅約1μm的光電材料薄膜以及電極等部分構成。其中光電薄膜部分主要以多晶矽、非晶矽和碲化鎘等材料構成居多。由於其節約材料，適合大規模製造而大大降低的太陽能電池的成本。目前多晶矽薄膜的生長方法主要有液相外延生長法、低壓化學氣相沉積法、快熱化學氣相沉積法、催化化學氣相沉積法、等離子增強化學氣相沉積法、超高真空化學氣相沉積、固相晶化法和區熔再結晶法等。多晶矽薄膜的生長方法也同樣延伸到薄膜太陽能電池材料的製備當中，成為太陽能電池發展的又一個新方向。
第三代太陽能電池
基於對太陽能電池能量損失機理以及對第一、第二代太陽能電池缺點的綜合分析，科研人員提出了第三代太陽能電池的概念。第三代太陽能電池主要包括前後重疊電池、能帶電池、熱太陽能電池、熱載流子電池、量子點太陽能電池，以及鈣鈦礦多晶和單晶太陽能電池等等。
隨著科技的發展，太陽能電池的研究也必將逐步深入，也許在「未來世界」中，太陽能將代替傳統能源，被人類廣泛的應用。