光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。当光子撞击金属时，其能量可以被金属中的一个电子完全吸收。电子吸收的能量大到足以克服金属原子内部的库仑力做功并从金属表面逃逸，成为光电子。硅有四个外层电子。如果纯硅掺杂有五个外层电子的原子，比如磷原子，就会变成N型半导体。如果纯硅掺杂有三个外层电子的原子，例如硼原子，就形成了P型半导体。P型和N型结合在一起，接触面就会形成电位差，成为太阳能电池。当太阳光照射到pn结上时，电流从P型侧流向N型侧，形成电流。
光伏发电应用领域: 1.用户太阳能供电:(1)10-100 w不等的小电源用于无电的边远地区，如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、录音机等；(2)3-5KW户用屋顶并网发电系统；(3)光伏水泵:解决无电地区深水井饮水灌溉问题。 2.航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路上的无线电话亭、无人值守路级电源等交通领域。 3.通信/通讯领域:太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通信/寻呼供电系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS电源等。 4.石油、海洋和气象领域:用于石油管道和水库闸门阴极保护的太阳能供电系统、石油钻井平台的生活和应急电源、海洋探测设备、气象/水文观测设备等。 5.光伏电站:10KW-50MW独立光伏电站、风光(柴油)互补电站、各种大型停车场充电站等。
屋顶光伏发电类型： 1.农村屋顶光伏发电 在农村地区，利用农民闲置的屋顶安装光伏发电系统，在光线充足的环境下发电。 2.分布式光伏屋顶发电 分布式光伏屋顶发电是指由用户屋顶搭建，用户自发自用运行，剩余电量并网，在配电系统中进行平衡调节的光伏发电设施。 3.别墅屋顶光伏发电 这种光伏发电设施的形式是在别墅屋顶的坡瓦上安装导轨来平铺光伏组或者用下支架支撑水平屋顶上的光伏组。 4.家庭屋顶光伏发电 屋顶光伏发电是指建造在住宅建筑上的分布式光伏发电项目。运行方式分为用户端自用、余电上网、全电上网和所有用户端消费三种形式。 5.植物屋顶光伏发电系统 工厂屋顶光伏发电系统通常是指安装规模较小的太阳能发电系统，利用分散在工厂屋顶的太阳能资源，布置在厂房附近。一般接入电压等级低于35KV或更低的电网。工厂屋顶太阳能发电系统是指利用光伏组件将太阳能直接转化为电能的分布式太阳能发电系统。