太阳电池是一种将太阳能直接转换为电能的半导体器件，其工作原理基于光伏效应。当太阳光照射到电池表面时，光子能量被半导体材料吸收，激发电子从价带跃迁到导带，形成电子-空穴对。在PN结内建电场的作用下，电子和空穴分别向N区和P区移动，从而在外电路中产生电流。太阳电池的制造工艺主要包括材料选择、晶圆制备、扩散掺杂、电极制作和封装等步骤。常用的材料有单晶硅、多晶硅、薄膜材料（如非晶硅、CdTe、CIGS）以及新型钙钛矿材料。工艺优化可以提高光电转换效率并降低成本。太阳电池系统广泛应用于并网发电、离网供电、光伏建筑一体化（BIPV）、太阳能路灯、航天器电源等领域。随着技术进步和规模化生产，光伏发电已成为可再生能源的重要组成部分，助力全球能源结构转型和碳中和目标的实现。
