太阳能发电基于光电效应原理。当阳光照射到太阳能电池板上的半导体材料（如硅）时，光子能量被吸收，使电子脱离原子束缚形成自由电子和空穴。在电池内部电场作用下，电子定向移动产生直流电。多个电池单元串联并联组成电池板，将光能转化为电能。太阳能发电主要分为两种应用：一是光伏发电，将太阳能直接转为电能，用于家庭屋顶系统、光伏电站为电网供电，或为偏远地区、路灯等独立供电；二是光热发电，利用反射镜聚集阳光加热介质产生蒸汽驱动涡轮发电，常见于大型电站。其优点包括清洁、可再生、维护成本低，但受天气、日照时间影响，需配合储能或电网调度。