太阳能光伏发电系统利用半导体材料的光生伏特效应，将太阳光直接转化为电能。核心设备是太阳能电池板，常由单晶硅、多晶硅或薄膜材料制成。系统通常包括电池板、逆变器、支架、线缆和储能设备（可选）。应用技术主要包括：并网发电系统，将产生的电力接入公共电网，余电可上传，缺电从电网取用；离网发电系统，独立运行，配合蓄电池储能，适用于偏远无电网地区；以及混合系统，结合两者优势，可并网也可独立运行。技术要点有：最大功率点跟踪技术，实时调节电压电流以提高发电效率；逆变器将直流电转为交流电供家庭或工业使用；以及光伏建筑一体化，将电池板与建筑屋顶、外墙结合，既能发电又可替代传统建材。光伏系统无机械运转部件，维护简单，寿命通常达25年以上，但初装成本较高，受日照条件、温度等因素影响发电量。目前已广泛应用于居民屋顶、工商业厂房、农业大棚、交通信号及沙漠电站等场景，是实现能源转型和减排的重要途径。