太阳光照射到半导体p-n结上，产生新的空穴-电子对。在p-n结内建电场作用下，空穴由n区流向p区，电子则从p区流向n区。当电路接通时，即可形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。太阳能发电主要分为两种方式：光—热—电转换方式和光—电直接转换方式。光—热—电转换方式是指通过太阳辐射产生的热能发电，通常由太阳能集热器将吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一过程为光—热转换，后一过程为热—电转换，与普通火力发电类似。然而，太阳能热发电的效率低且成本高昂，预计其投资至少比普通火电站贵5～10倍。