太阳光照在半导体p-n结上，构成新的空穴-电子对，在p-n结电场的效果下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就构成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。
太阳能发电有两种方法，一种是光—热—电变换方法，另一种是光—电直接变换方法。
（1） 光—热—电变换方法经过使用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能变换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热变换过程；后一个过程是热—电变换过程，与一般的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是功率很低而成本很高，估量它的投资至少要比一般火电站贵5～10倍。
（2） 光—电直接变换方法该方法是使用光电效应，将太阳辐射能直接变换成电能，光—电变换的根本设备就是太阳能电池。太阳能电池是一种因为光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器材，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有出路的新式电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只需太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电比较，太阳能电池不会引起环境污染。
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