太陽能電池最早是由法國物理學家亞歷山大·埃德蒙·貝克勒(1820-1891年)在研究時所發現的一種現象——光伏現象。與光電效應有關。當年愛因斯坦成功的運用量子原理說明了這一現象還獲得了諾貝爾獎。
光伏發電原理,當光子照射到半導體材料中,與原子中的電子相碰撞,如果光子擁有足夠的能量,那麼原子外層的電子就會吸收能量,如果電子吸收到足夠的能量,就會脫離束縛,逃離金屬。成為光電子。光伏板由矽製作而成,在矽中摻入硼原子或者磷原子那麼就會形成p型或者N型半導體。接觸面形成電勢差,就會形成電流。光電效應就是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。影響太陽能發電的因素也有很多,比如太陽能光伏板的厚度,光子能光伏板之間穿梭撞擊其他粒子,從而導致能量的散失。還有影響效率因素是太陽能電池的反射率。為了減少反射率的損失並提高效率,太陽能電池製造商通常為電池塗上非反射、吸收光的材料。這就是為什麼太陽能電池通常是黑色的原因。
隨著最近幾年清潔能源的發展,太陽能,風能,水利站的發展,可以緩解目前能源造成的壓力,而且也可以緩解地球的溫室效應。