单个太阳能电池不能直接用于供电。电池必须串联，并联并紧密封装成元件。太阳能电池组件是太阳能发电系统的核心部分，也是太阳能发电系统的重要组成部分。它的功能是将太阳能转化为电能，或储存在蓄电池中，或驱动负载。

对于正负电荷，由于PN结正负电荷分离，可以产生一个外部电流场，从晶体硅电池的底端流向电池的顶部。这就是“光伏效应”。当负载连接到太阳能电池两个表面的顶部和底部时，电流就会流过负载，太阳能电池就会产生电流;太阳能电池吸收的光子越多，电流就越大。光子的能量由波长决定。光子在基本能量以下不能产生自由电子。一个光子高于基本能量的能量只会产生一个自由电子。多余的能量会使电池发热。能量损失的影响会降低太阳能电池的效率。

太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅， 非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。

它们的发电原理基本相同，现以晶体硅为例描述光发电过程。 P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P-N结。

当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了跃迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差。

当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是：光子能量转换成电能的过程。

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