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。

太陽能電池的應用已從軍事領域、航天領域進入工業、商業、農業、 通信、家用電器以及公用設施等部門，尤其可以分散地在邊遠地區、高山、沙漠、海島和農村使用，以節省造價很貴的輸電線路。但是在現階段，它的成本還很高，發出1kW電需要投資上萬美元，因此大規模使用仍然受到經濟上的限制。

市場上銷售的光伏電池主要是單晶硅為原料生產的。由于單晶硅電池生產能耗大，一些認為現有單晶硅電池生產能耗大于其生命周期內捕獲的太陽能，是沒有價值的。樂觀的估計是需要10年左右時間，使用單晶硅電池所獲得的太陽能才能大于其生產所消耗的能量。而單晶硅是石英砂經還原，融化后拉單晶得到的。生產過程能耗大，產生的有毒有害物質多，環境污染嚴重。國外紛紛將其轉移到中國生產。我國各地大上單晶硅及單晶硅電池生產線。

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。