光伏電池是一種具有光‐電轉換特性的半導體器件，它直接將太陽輻射能轉換成直流電，是光伏發電的最基本單元。光伏電池特有的電特性是借助于在晶體硅中摻入某些元素（例如：磷或硼等），從而在材料的分子電荷里造成永久的不平衡，形成具有特殊電性能的半導體材料。在陽光照射下，具有特殊電性能的半導體內可以產生自由電荷，這些自由電荷定向移動并積累，從而在其兩端形成電動勢，當用導體將其兩端閉合時便產生電流。這種現象被稱為“光生伏打效應”，簡稱“光伏效應”。