光伏發(fā)電的主要原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。光子照射到金屬上時(shí)，它的能量可以被金屬中某個(gè)電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬原子內(nèi)部的庫(kù)侖力做功，離開(kāi)金屬表面逃逸出來(lái)，成為光電子。硅原子有4個(gè)外層電子，如果在純硅中摻入有5個(gè)外層電子的原子如磷原子，就成為N型半導(dǎo)體；若在純硅中摻入有3個(gè)外層電子的原子如硼原子，形成P型半導(dǎo)體。當(dāng)P型和N型結(jié)合在一起時(shí)，接觸面就會(huì)形成電勢(shì)差，成為太陽(yáng)能電池。當(dāng)太陽(yáng)光照射到P－N結(jié)后，電流便從P型一邊流向N型一邊，形成電流。

光電效應(yīng)是物理學(xué)中一個(gè)重要而神奇的現(xiàn)象。在某特定頻率的電磁波（該頻率稱(chēng)為極限頻率threshold frequency）照射下，某些物質(zhì)內(nèi)部的電子吸收能量后逸出而形成電流，即光生電。

多晶硅經(jīng)過(guò)鑄錠、破錠、切片等程序后，制作成待加工的硅片。在硅片上摻雜和擴(kuò)散微量的硼、磷等，就形成P－N結(jié)。然后采用絲網(wǎng)印刷，將精配好的銀漿印在硅片上做成柵線(xiàn)，經(jīng)過(guò)燒結(jié)，同時(shí)制成背電極，并在有柵線(xiàn)的面涂一層防反射涂層，電池片就至此制成。電池片排列組合成電池組件，就組成了大的電路板。一般在組件四周包鋁框，正面覆蓋玻璃，反面安裝電極。有了電池組件和其他輔助設(shè)備，就可以組成發(fā)電系統(tǒng)。為了將直流電轉(zhuǎn)化交流電，需要安裝電流轉(zhuǎn)換器。發(fā)電后可用蓄電池存儲(chǔ)，也可輸入公共電網(wǎng)。發(fā)電系統(tǒng)成本中，電池組件約占50%，電流轉(zhuǎn)換器、安裝費(fèi)、其他輔助部件以及其他費(fèi)用占另外 50%。

太陽(yáng)能電池板的生產(chǎn)卻具有高污染、高能耗的特點(diǎn)，在現(xiàn)有的條件下，生產(chǎn)國(guó)內(nèi)自己使用的電池板還說(shuō)的過(guò)去，不過(guò)大量出口等于污染中國(guó)，造福世界了，據(jù)統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)一塊1m×1.5m的太陽(yáng)能板燃燒超過(guò)40公斤煤，但即使中國(guó)沒(méi)有效率的火力發(fā)電廠(chǎng)也能夠用這些煤生產(chǎn)130千瓦時(shí)的電（一般一塊1mx1.6m的太陽(yáng)能板一年發(fā)電量在250千瓦時(shí)以上）——這足夠讓2.2瓦的發(fā)光二極管（LED）燈泡按照每天工作12小時(shí)計(jì)算發(fā)光30年。 ①照射的能量分布密度小，即要占用面積； ②獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關(guān)。 ③相對(duì)于火力發(fā)電，發(fā)電機(jī)會(huì)成本高。 ④光伏板制造過(guò)程中不環(huán)保。

薄膜光伏電池具有輕薄、質(zhì)輕、柔性好等優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用范圍非常廣泛，尤其適合用在光伏建筑一體化之中。如果薄膜電池組件效率與晶硅電池相差無(wú)幾，其性?xún)r(jià)比將是無(wú)可比擬的。在柔性襯底上制備的薄膜電池，具有可卷曲折疊、不怕摔碰、重量輕、弱光性能好等優(yōu)勢(shì)，將來(lái)的應(yīng)用前景將會(huì)更加廣闊。

過(guò)去5 年，光伏發(fā)電的成本已下降了三分之一，在南美等國(guó)光伏發(fā)電已經(jīng)與零售電價(jià)持平，甚至是低于零售電價(jià)，未來(lái)光伏發(fā)電的成本還將進(jìn)一步凸顯。其次，火力發(fā)電會(huì)帶來(lái)的環(huán)境治理成本，二十次的巴黎氣候峰會(huì)便是引導(dǎo)各國(guó)積極啟動(dòng)碳交易市場(chǎng)定價(jià)機(jī)制，由此給高耗能企業(yè)帶來(lái)的成本增加則顯而易見(jiàn)，因此從這個(gè)角度而言煤炭發(fā)電成本將光伏發(fā)電。 投資成本降至8元/瓦以下，度電成本降至0.6-0.9元/千瓦時(shí)。