太阳能电池是一种将太阳光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，从而在外电路产生电流。太阳能电池技术主要包括晶体硅电池（单晶硅、多晶硅）、薄膜电池（如非晶硅、碲化镉、铜铟镓硒）以及新兴的钙钛矿电池等。这些技术在效率、成本和制造工艺上各有特点，持续推动光伏产业的发展。在系统应用方面，太阳能电池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、航天器供电等领域。通过组合成光伏阵列并与逆变器、储能系统等配套设备集成，太阳能发电系统可为家庭、工业和公共设施提供清洁能源，助力全球能源结构转型和可持续发展。