根据太阳能发电半导体材料的电子学特性，太阳能发电照射到由P型和N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的P-N结上时，太阳能发电在一定的条件下，太阳能辐射被半导体材料吸收，在导带和价带中产生非平衡载流子即电子和空穴。因而能在光照下形成电流密度J，短路电流Isc，开路电压Uoc。
 

　　若太阳能发电在内建电场的两侧面引出电极并接上负载，理论上讲由P-N结、连接电路和负载形成的回路，就有"光生电流"流过，太阳能电池组件就实现了对负载的功率P输出。 我们生活所需的煤炭、石油。

 

　　太阳能发电在地下的动植物经过漫长的地质年代形成。通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来后，是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来单一电池的发电量是十分有限的，实用中的太阳能电池是单一电池经串。