光伏发电的能量转换器件是太阳能电池，又叫光伏电池。光伏电池发电的原理是光生伏打效应。光伏电池应用P-N结的光伏效应(Photovoltaic Effect)将太阳的光能转变成电能。当太阳光照射到太阳能电池上时，电池吸收光能，产生光电子一空穴对。在电池内电场的作用下，光生电子和空穴被分离，电池两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压”，这就是“光生伏打效应”。若在内建电场的两侧引出电极并接上负载，则负载就有“光生电流”流过，从而获得功率输出。这样，太阳的光能就变成了可以使用的电能。将较薄的N层置于较厚的P层上面，当日光照射到N层表面，在P-N接触面就会产生漂移电流，通过P-N结上的金属连线引出即可供给负载。