P-N結太陽能電池包含一個形成于表面的淺P-N結、一個條狀及指狀的正面歐姆接觸、一個涵蓋整個背部表面的背面歐姆接觸以及一層在正面的抗反射層。當電池暴露于太陽光譜時，能量小于禁帶寬度Eg的光子對電池輸出并無貢獻。能量大于禁帶寬度Eg的光子才會對電池輸出貢獻能量Eg，小于Eg的能量則會以熱的形式消耗掉。因此，在太陽能電池的設計和制造過程中，考慮這部分熱量對電池穩定性、壽命等的影響。

太陽能電池的工作電壓和電流是隨負載電阻而變化的，將不同阻值所對應的工作電壓和電流值做成曲線就得到太陽能電池的伏安特性曲線。如果選擇的負載電阻值能使輸出電壓和電流的乘積大，即可獲得大輸出功率，用符號Pm表示。此時的工作電壓和工作電流稱為佳工作電壓和佳工作電流，分別用符號Um和Im表示。

太陽能電池的另一個重要參數是填充因子FF（fill factor），它是大輸出功率與開路電壓和短路電流乘積之比。
FF： 是衡量太陽能電池輸出特性的重要指標， 是代表太陽能電池在帶佳負載時， 能輸出的大功率的特性，其值越大表示太陽能電池的輸出功率越大。FF 的值始終小于1。串、并聯電阻對填充因子有較大影響。串聯電阻越大，短路電流下降越多，填充因子也隨之減少的越多；并聯電阻越小，其分電流就越大，導致開路電壓就下降的越多，填充因子隨之也下降的越多。

太陽能電池的轉換效率指在外部回路上連接佳負載電阻時的大能量轉換效率，等于太陽能電池的輸出功率與入射到太陽能電池表面的能量之比。太陽能電池的光電轉換效率是衡量電池質量和技術水平的重要參數，它與電池的結構、結特性、材料性質、工作溫度、放射性粒子輻射損傷和環境變化等有關 。

中國對太陽能電池的研究開發工作高度重視，早在七五期間，非晶硅半導體的研究工作已經列入國家重大課題；八五和九五期間，中國把研究開發的放在大面積太陽能電池等方面。2003年10月，國家發改委、科技部制定出未來5年太陽能資源開發計劃，發改委"光明工程"將籌資100億元用于推進太陽能發電技術的應用，計劃到2015年全國太陽能發電系統總裝機容量達到300兆瓦。中國已成為全球光伏產品大制造國，中國即將出臺的《新能源振興規劃》，中國光伏發電的裝機容量規劃為2020年達到20GW，是原來《可再生能源中長期規劃》中1.8GW的10多倍。

單晶硅光伏電池生產技術雖然很成熟，然而還在不斷發展，其他各種光伏電池技術也在不斷涌現。光伏電池的成本和光電轉換效率離真正市場化還有很大差距，光伏電池市場主要靠各國財政補貼。歐洲市場光伏發電補貼高達每度電1元以上。今后，要使光伏電池大規模應用，不斷改進光伏電池效率和生產成本，在這個過程中，生產技術和產品會不斷更新換代。其更新換代周期短，僅3－5年。光伏電池生產企業投資大，回收周期長，由于技術更新快，國內企業，如果不掌握技術，及時更新技術，就會很快被淘汰，很可能不能收回投資。