光伏发电原理是指利用太阳能将光能转换为电能的过程。太阳光子被光伏电池的半导体材料吸收后，就会激发出一些自由电子，自由电子在半导体中形成一定的能带结构，从而产生电压和电流。
具体来说，一个光伏电池由P型半导体和N型半导体构成。其中P型半导体里面的阳离子少子多，N型半导体里面的阴离子少子多。两种半导体有一定的电势差，在阳光下，P型半导体中少子受到光子的能量激发，形成电子空穴对，电子被吸引到N型半导体中，形成电压差，从而形成电流。
值得一提的是，工程应用中的光伏发电系统从单个光伏电池板和电池板阵列到电能转换装置和电网连接逐步衍生出来。目前市场上最常见的光伏电池板类型为多晶硅和单晶硅。多晶硅有较高的制造效率，而单晶硅有更高的效率和更长的使用寿命，但成本较高。随着光伏技术的不断发展和升级，高效薄膜太阳能电池板、有机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池板等新型材料的使用逐渐普及。