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太陽能電池是一對光有響應并能將光能轉換成電力的器件。能產生光伏效應的材料有許多種，如：單晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。它們的發電原理基本相同，現以晶體硅為例描述光發電過程。P型晶體硅經過摻雜磷可得N型硅，形成P－N結。當光線照射太陽能電池表面時，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發生了躍遷，成為自由電子在P－N結兩側集聚形成了電位差，當外部接通電路時，在該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路產生一定的輸出功率。
但是從長遠來看，隨著太陽能電池制造技術的改進以及新的光—電轉換裝置的發明，各國對環境的保護和對再生清潔能源的需求，太陽能電池仍將是利用太陽輻射能比較切實可行的方法，可為人類未來大規模地利用太陽能開辟廣闊的前景。
無疑，利用太陽能發電的光伏發電技術前景廣闊。太陽能資源近乎無限，光伏發電也不產生任何環境污染，是滿足未來社會需求的理想能源。隨著光伏發電技術的深入發展，轉換效率的逐步提高，系統成本的日趨合理，以及相關的分布式發電技術、智能電網等的完善，光伏發電這種綠色能源將成為未來社會的重要能源。
