太陽能電池又稱為“太陽能芯片”或“光電池”“，是一種利用太陽光直接發電的光電半導體薄片。它只要被光照到，瞬間就可輸出電壓及電流。在物理學上稱為太陽能光伏(Photovoltaic，photo光，voltaics伏特，縮寫為PV)，簡稱光伏。

太陽光照在半導體p-n結上，形成新的空穴-電子對，在p-n結電場的作用下，光生空穴流向p區，光生電子流向n區，接通電路后就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。

太陽能電池主要是以半導體材料為基礎，其工作原理是利用光電材料吸收光能后發生光電于轉換反應，根據所用材料的不同，太陽能電池可分為：1、硅太陽能電池;2、以無機鹽如砷化鎵III-V化合物、硫化鎘、銅銦硒等多元化合物為材料的電池;3、功能高分子材料制備的太陽能電池;4、納米晶太陽能電池等

太陽能電池的應用已從特種領域、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。