基本釋義
光電池是能在光的照射下産生電動勢的元件。用于光電轉換、光電探測及光能利用等方面。人們最早發現和應用的是硒光電池。它的原理是硒在光作用下産生電子被電極收集而産生電動勢。後來又發現和應用了各種半導體材料的光電池，如矽光電池、硫化銀電池等。它的原理是半導體的p-n結在光的作用下産生新的電子-空穴對，電子和空穴在p-n結電場的作用下移動到結的兩邊形成附加電勢差。
原理
光電池也叫太陽能電池，直接把太陽光轉變成電。因此光電池的特點是能夠把地球從太陽輻射中吸收的大量光能轉化換成電能。是一種在光的照射下産生電動勢的半導體元件。光電池的種類很多，常用有硒光電池、矽光電池和硫化铊、硫化銀光電池等。主要用于儀表，自動化遙測和遙控方面。有的光電池可以直接把太陽能轉變為電能，這種光電池又叫太陽能電池。太陽能電池作為能源廣泛應用在人造地球衛星、燈塔、無人氣象站等處
光伏發電是利用半導體pn結（pn junction）的光生伏特效應而将光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池(solar cell)。太陽能電池經過串聯後進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件（module），再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。
光伏發電的優點是較少受地域限制，因為陽光普照大地;光伏系統還具有安全可靠、無噪聲、低污染、無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發電供電及建設周期短的優點。光伏發電是根據光生伏特效應原理， 當P-N結受光照時，樣品對光子的本征吸收和非本征吸收都将産生光生載流子。但能引起光伏效應的隻能是本征吸收所激發的少數載流子。因P區産生的光生空穴，N區産生的光生電子屬多子，都被勢壘阻擋而不能過結。隻有P區的光生電子和N區的光生空穴和結區的電子空穴對（少子）擴散到結電場附近時能在内建電場作用下漂移過結。光生電子被拉
向N區，光生空穴被拉向P區，即電子空穴對被内建電場分離。這導緻在N區邊界附近有光生電子積累，在P區邊界附近有光生空穴積累。它們産生一個與熱平衡P-N結的内建電場方向相反的光生電場，其方向由P區指向N區。此電場使勢壘降低，其減小量即光生電勢差，P端正，N端負。于是有結電流由P區流向N區，其方向與光電流相反。如果這時分别在P型層和N型層焊上金屬導線，接通負載，則外電路便有電流通過，如此形成的一個個電池元件，把它們串聯、并聯起來，就能産生一定的電壓和電流，輸出功率。
結構
光電池是一種特殊的半導體二極管，能将可見光轉化為直流電。有的光電池還可以将紅外光和紫外光轉化為直流電。光電池是太陽能電力系統内部的一個組成部分，太陽能電力系統在替代電力能源方面正有着越來越重要的地位。最早的光電池是用摻雜的氧化矽來制作的，摻雜的目的是為了影響電子或空穴的行為。其它的材料，例如CIS，CdTe和GaAs，也已經被開發用來作為光電池的材料。有二種基本類型的半導體材料，分别叫做正電型（或P型态）和負電型（或N型态）。
在一個PV電池中，這些材料的薄片被一起放置，而且他們之間的實際交界叫做P-N結。通過這種結構方式，P-N結暴露于可見光，紅外光或紫外線下，當射線照射到P-N結的時候，在P-N結的兩側産生電壓，這樣連接到P型材料和N型材料上的電極之間就會有電流通過。
一套PV電池能被一起連接形成太陽的模組，行列或面闆。用來産生可用電能的PV電池就是光電伏特計。光電伏特計的主要優點之一是沒有污染，隻需要裝置和陽光就可工作。另外的一個優點是太陽能是無限的。一旦光電伏特計系統被安裝，它能提供在數年内提供能量而不需要花費，并且隻需要最小的維護。
特點
光伏發電設備極為精 煉,可靠穩定壽命長、安裝維護簡便。單晶矽電池具有電池轉換效率高，穩定性好，但是成本較高；非晶矽太陽電池則具有生産效率高，成本低廉，但是轉換效率較低，而且效率衰減得比較厲害；鑄造多晶矽太陽能電池則具有穩定得轉換的效率，而且性能價格比最高；薄膜晶體矽太陽能電池則還隻能處在研發階段。
分類
電源
直流電源可以分為電流電源，電壓電源，光電池的特性很接近理想電流電源的特性，可以認為是理想電流電源。
電池
A. 單層光電池（Single-layer Solar Cell）：
光電池像“三明治（Sandwich)"，外兩層是保護層，中間的一層是主體，由矽（Silicon）物質組成。
矽原子中的“外層繞軌電子 (Orbit electron)”比較松動，易被「擊 (Bombard)」出。
這和用矽制造「半導體（電晶體)」的考慮是一樣的。再就是「矽」到處都是，便宜，而且“物性”穩定。
光（Light）是由「光子 (Photon)」連續不斷自太陽（Sun）射來。白光中有「紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫 」 7 色頻率（Frequency）的“成份光 (component light) ”。現今商用「光電池」所依賴的是「紅光頻率」。
光電池的表面，隻讓「紅色光通過」，将他色光一律反射出去。
「紅光子(Red light Photon)」将“矽”中的「外軌電子 (Orbit Electron)」釋出，由一導線引至轉換器（Inverter*）中，直流電 變成交流電(Alternating Current)。這種 交流電 與電力公司的 供電一樣，可以「照明」、「熱水」、「烹饪」等用。
即 “整流器 (Rectifier)”的對等裝置。整流器 可将 交流電 變成 直流電。日間每家「産生」的電用不完，賣回給電力公司。晚間沒有電，向電力公司買！這樣，屋頂裝有「光電池」的家庭，每月隻付有限的電費。家居負?大為減輕。
B. 多層光電池（Multi-layer Solar Cell）：單隻用一個頻率的光電池之效率很低。送至 Mars 火星上的 Mover 用的就是這種多層光電池（Multi-layer Solar Cell）三年多了，運轉仍好。
用途
光伏發電産品主要用于三大方面：一是為無電場合提供電源，主要為廣大無電地區居民生活生産提供電力，還有微波中 繼電源、通訊電源等，另外，還包括一些移動電源和備用電源；二是太陽能日用電子産品，如各類太陽能充電器、太陽能路燈和太陽能草坪燈等；三是并網發電，這 在發達國家已經大面積推廣實施。我國并網發電還未起步，不過，2008年北京奧運會部分用電将會由太陽能發電和風力發電提供。
案例
太陽能電池将太陽光能直接轉化為電能。不論是獨立使用還是并 網發電,光伏發電系統主要由太陽能電池闆（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由電子元器件構成，不涉及機械部件。理論上講,光伏發電技術可以用于任何需要電源的場合,上至航天器,下至家用電源,大到兆瓦級電站,小到玩具,光伏電源無處不在。
以晶體矽材料制備的太陽能電池主要包括：單晶矽、多晶矽、非晶矽和薄膜電池等。鑄造多晶矽太陽能電池已經取代直拉單晶矽成為最主要的光伏材料。但是鑄造多晶矽太陽能電池的轉換效率略低于直拉單晶矽太陽能電池，材料中的各種缺陷，如晶界、位錯、微缺陷，和材料中的雜質碳和氧，以及工藝過程中玷污的過渡族金屬被認為是電池轉換效率較低的關鍵原因，因此關于鑄造多晶矽中缺陷和雜質規律的研究，以及工藝中采用合适的吸雜，鈍化工藝是進一步提高鑄造多晶矽電池的關鍵。
量産的單晶矽電池轉換效率在17%左右，多晶矽電池轉換效率在16%左右。而薄膜電池量産的轉換效率為10%左右。除了常用的單晶、多晶、非晶矽電池之外，多元化合物太陽電池指不是用單一元素半導體材料制成的太陽電池。各國研究的品種繁多，大多數尚未工業化生産，主要有以下幾種： a)硫化镉太陽能電池b)砷化镓太陽能電池c) 銅铟硒太陽能電池(新型多元帶隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太陽能電池)
發展曆史
1839年，安托石-貝克雷爾制造出了最早的光電池。貝克雷爾電池是一個圓柱體，内裝硝酸鉛溶液，溶液中進入一個鉛陽極和一個氧化銅陰極。這種電池一經陽光照射，就會供給電流。
1875年，德國技師維爾納-西門子是制成第一個硒光電池，并提議用于光量測定。西門子的光電池是根據1873年英國人史密斯發現的“内光電效應”提出的。
L.H.亞當斯于1876年指出，硒在光的作用下，不僅出現電阻的變化，而且在一定條件下還出現電動勢，從而發現了“阻擋層效應”。阻擋層效應則成了光電池的基本原理。光電池被廣泛地用于自動控制技術、信息電子學和測量技術。這些元件的性能約自1950年起，因半導體技術的發展而得到顯着改善。
