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。
屋顶光伏发电也称屋顶太阳能光伏发电，是将太阳能电池板带着它的电力安装在住宅或商业建筑或构筑物的屋顶上的一种光伏系统。该系统的各种组件包括光伏模块、安装系统、电缆、太阳能逆变器和其他电气附件。与兆瓦级容量的地面安装式光伏电站相比，屋顶安装式系统体积较小。住宅建筑上的屋顶光伏系统通常具有大约5至20千瓦(kW)的容量，而安装在商业建筑上的屋顶光伏系统通常达到100千瓦或更高。
屋顶光伏发电系统由光伏组件、光伏逆变器、光伏支架和光伏电缆组成。为保证系统安全可靠运行，还有防雷系统、保护系统、测控系统等配套设施。 安装屋顶光伏发电需要考虑的影响因素： 1.一年中的光照时间 2.安装位置的纬度 3.当地天气状况 4.安装光伏组件的屋顶坡度 5.屋顶长宽比 6.阻挡邻近的建筑物和植被