光伏發(fā)電的主要原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。光子照射到金屬上時(shí)，它的能量可以被金屬中某個(gè)電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬內(nèi)部引力做功，離開(kāi)金屬表面逃逸出來(lái)，成為光電子。硅原子有4個(gè)外層電子，如果在純硅中摻入有5個(gè)外層電子的原子如磷原子，就成為N型半導(dǎo)體；若在純硅中摻入有3個(gè)外層電子的原子如硼原子，形成P型半導(dǎo)體。當(dāng)P型和N型結(jié)合在一起時(shí)，接觸面就會(huì)形成電勢(shì)差，成為太陽(yáng)能電池。當(dāng)太陽(yáng)光照射到P-N結(jié)后，電流便從P型一邊流向N型一邊，形成電流。

光伏發(fā)電過(guò)程簡(jiǎn)單，沒(méi)有機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，不消耗燃料，不排放包括溫室氣體在內(nèi)的任何物質(zhì)，無(wú)噪聲、無(wú)污染。太陽(yáng)能資源分布廣泛且取之不盡、用之不竭。因此，與風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電和核電等新型發(fā)電技術(shù)相比，光伏發(fā)電是一種最具可持續(xù)發(fā)展理想特征的可再生能源發(fā)電技術(shù) 。

一、光伏發(fā)電優(yōu)點(diǎn)

1、太陽(yáng)能資源取之不盡，用之不竭，而且太陽(yáng)能在地球上分布廣泛，只要有光照的地方就可以使用光伏發(fā)電系統(tǒng)，不受地域、海拔等因素的限制。

2、太陽(yáng)能資源隨處可得，可就近供電，不必長(zhǎng)距離輸送。

3、光伏發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程簡(jiǎn)單，是直接從光能到電能的轉(zhuǎn)換，沒(méi)有中間過(guò)程和機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不存在機(jī)械磨損。

4、光伏發(fā)電本身不使用燃料，不排放包括溫室氣體和其它廢氣在內(nèi)的任何物質(zhì)，不污染空氣，不產(chǎn)生噪聲，對(duì)環(huán)境友好，不會(huì)遭受能源危機(jī)或燃料市場(chǎng)不穩(wěn)定而造成的沖擊，是真正綠色環(huán)保的新型可再生能源。

5、光伏發(fā)電過(guò)程不需要冷卻水，可以安裝在沒(méi)有水的荒漠戈壁上。

6、光伏發(fā)電無(wú)機(jī)械傳動(dòng)部件，操作、維護(hù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

7、光伏發(fā)電系統(tǒng)工作性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng)，晶體硅太陽(yáng)能電池壽命可長(zhǎng)達(dá)20-35年。

二、光伏發(fā)電缺點(diǎn)

1、能量密度低：盡管太陽(yáng)投向地球的能量總和極其巨大，但由于地球表面積也很大，而且地球表面大部分被海洋覆蓋，真正能夠到達(dá)陸地表面的太陽(yáng)能只有到達(dá)地球范圍太陽(yáng)輻射能量的10％左右，致使在陸地單位面積上能夠直接獲得的太陽(yáng)能量較少。

2、占地面積大：由于太陽(yáng)能能量密度低，這就使得光伏發(fā)電系統(tǒng)的占地面積會(huì)很大，每10KW光伏發(fā)電功率占地約需100㎡，平均每平方米面積發(fā)電功率為100W。

3、轉(zhuǎn)換效率低：光伏發(fā)電的最基本單元是太陽(yáng)能電池組件，光伏發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率指光能轉(zhuǎn)換為電能的比率，目前晶體硅光伏電池轉(zhuǎn)換效率為13％-17％，非晶硅光伏電池只有5％-8％。

4、間歇性工作：在地球表面，光伏發(fā)電系統(tǒng)只能在白天發(fā)電，晚上不能發(fā)電，除非在太空中沒(méi)有晝夜之分的情況下，太陽(yáng)能電池才可以連續(xù)發(fā)電，這與人們的用電需求不符。

5、受氣候環(huán)境因素影響大：光伏發(fā)電的能源直接來(lái)源于太陽(yáng)光的照射，而地球表面上的太陽(yáng)照射受氣候的影響很大，長(zhǎng)期的雨雪天、陰天、霧天甚至云層的變化都會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的發(fā)電狀態(tài)。

6、地域依賴性強(qiáng)：地理位置不同，氣候不同，使各地區(qū)日照資源相差很大，光伏發(fā)電系統(tǒng)只有應(yīng)用在太陽(yáng)能資源豐富的地區(qū)，其效果才會(huì)好。

7、系統(tǒng)成本高：由于光伏發(fā)電的效率較低，到目前為止，光伏發(fā)電的成本仍然是其他常規(guī)發(fā)電方式的幾倍，這是制約其廣泛應(yīng)用的最主要因素。

8、晶體硅電池的制造過(guò)程高污染、高能耗：晶體硅電池的主要原料是純凈的硅，硅是地球上含量?jī)H次于氧的元素，主要存在形式是沙子。從硅砂一步步變成純度為99.9999％以上的晶體硅，要經(jīng)過(guò)多道化學(xué)和物理工序的處理，不僅要消耗大量能源，還會(huì)造成一定的環(huán)境污染。