太阳能电池是一种将太阳光直接转换为电能的半导体器件，其核心原理是基于光伏效应。当太阳光照射到半导体材料（如硅）上时，光子能量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，从而在电池两端产生电势差，连接外部电路即可输出电能。太阳能电池具有清洁、可再生、无噪音等优点，广泛应用于光伏发电系统、航天器电源、便携式电子设备充电等领域。随着材料技术和工艺的进步，太阳能电池的转换效率不断提升，成本持续下降，成为应对能源危机和环境污染的重要解决方案之一。