光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。硅原子有4个外层电子，如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子，就成为N型半导体；若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子，形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P-N结后，电流便从P型一边流向N型一边，形成电流。

光伏发电过程简单，没有机械转动部件，不消耗燃料，不排放包括温室气体在内的任何物质，无噪声、无污染。太阳能资源分布广泛且取之不尽、用之不竭。因此，与风力发电、生物质能发电和核电等新型发电技术相比，光伏发电是一种最具可持续发展理想特征的可再生能源发电技术 。

一、光伏发电优点

1、太阳能资源取之不尽，用之不竭，而且太阳能在地球上分布广泛，只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统，不受地域、海拔等因素的限制。

2、太阳能资源随处可得，可就近供电，不必长距离输送。

3、光伏发电的能量转换过程简单，是直接从光能到电能的转换，没有中间过程和机械运动，不存在机械磨损。

4、光伏发电本身不使用燃料，不排放包括温室气体和其它废气在内的任何物质，不污染空气，不产生噪声，对环境友好，不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击，是真正绿色环保的新型可再生能源。

5、光伏发电过程不需要冷却水，可以安装在没有水的荒漠戈壁上。

6、光伏发电无机械传动部件，操作、维护简单，运行稳定可靠。

7、光伏发电系统工作性能稳定可靠，使用寿命长，晶体硅太阳能电池寿命可长达20-35年。

二、光伏发电缺点

1、能量密度低：尽管太阳投向地球的能量总和极其巨大，但由于地球表面积也很大，而且地球表面大部分被海洋覆盖，真正能够到达陆地表面的太阳能只有到达地球范围太阳辐射能量的10％左右，致使在陆地单位面积上能够直接获得的太阳能量较少。

2、占地面积大：由于太阳能能量密度低，这就使得光伏发电系统的占地面积会很大，每10KW光伏发电功率占地约需100㎡，平均每平方米面积发电功率为100W。

3、转换效率低：光伏发电的最基本单元是太阳能电池组件，光伏发电的转换效率指光能转换为电能的比率，目前晶体硅光伏电池转换效率为13％-17％，非晶硅光伏电池只有5％-8％。

4、间歇性工作：在地球表面，光伏发电系统只能在白天发电，晚上不能发电，除非在太空中没有昼夜之分的情况下，太阳能电池才可以连续发电，这与人们的用电需求不符。

5、受气候环境因素影响大：光伏发电的能源直接来源于太阳光的照射，而地球表面上的太阳照射受气候的影响很大，长期的雨雪天、阴天、雾天甚至云层的变化都会严重影响系统的发电状态。

6、地域依赖性强：地理位置不同，气候不同，使各地区日照资源相差很大，光伏发电系统只有应用在太阳能资源丰富的地区，其效果才会好。

7、系统成本高：由于光伏发电的效率较低，到目前为止，光伏发电的成本仍然是其他常规发电方式的几倍，这是制约其广泛应用的最主要因素。

8、晶体硅电池的制造过程高污染、高能耗：晶体硅电池的主要原料是纯净的硅，硅是地球上含量仅次于氧的元素，主要存在形式是沙子。从硅砂一步步变成纯度为99.9999％以上的晶体硅，要经过多道化学和物理工序的处理，不仅要消耗大量能源，还会造成一定的环境污染。