太阳能发电主要分为光热发电和光伏发电，后者通常被称为“光电。光电技术基于半导体界面的光生伏特效应，能直接将光能转化为电能。核心技术元件是太阳能电池，经过串联封装后形成大面积的组件，配合功率控制器等部件构成光伏发电装置。
理论上，光伏发电技术适用于各种电源需求，从小型玩具到大型电站，甚至航天器，其应用领域广泛。太阳能电池的基本元件有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等，其中单晶和多晶电池最为常见，非晶硅则用于小型系统和计算器辅助电源。国内晶体硅电池的效率大约在10%到13%之间，国际上同类产品的效率约为12%至14%。光伏组件由一个或多个电池片组成，广泛应用于无电区域供电、太阳能日用电子产品（如充电器、路灯和灯具）以及并网发电，后者在发达国家已广泛实施，虽然中国在2009年尚未全面推广，但已有所应用，如2008年北京奥运会部分用电即来自太阳能和风力发电。
未来，光伏产业的前景光明，预计到2030年，可再生能源将占总能源结构的30%以上，光伏发电占比将超过10%，到2040年，可再生能源将占总能耗的一半以上，光伏发电占电力供应的20%以上。到21世纪末，可再生能源和太阳能发电将分别占能源结构的80%和60%以上。这些数据凸显了太阳能光伏产业在能源领域的重要战略地位和广阔的发展前景。
太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的边远地区和人口分散地区，整个系统造价很高在有公共电网的地区，光伏发电系统与电网连接并网运行，省去蓄电池，不仅可以大幅度降低造价，而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。
