光生伏特效應和光熱轉換
太陽能發電的原理主要基於光生伏特效應和光熱轉換。
光生伏特效應是指當光線照射到半導體材料（如硅）上時，會產生電子和空穴的分離和流動。太陽光中的光子激發半導體材料中的電子，使其躍遷到導帶中，形成自由電子和正空穴。通過在半導體材料中引入PN結（P型硅和N型硅），光生電子和空穴向不同方向運動，從而形成電流。這個電流可以通過連接在半導體上的導線和外部電路進行收集和利用，從而產生電能。
光熱轉換則是利用太陽能的光熱效應將光能轉化爲熱能，再通過熱能驅動發電機產生電能。這種方式主要應用於太陽能熱發電系統。在光熱轉換過程中，太陽能通過反射或聚焦的方式集中到一箇熱能接收器（如太陽能集熱器）上，使接收器的溫度升高。接收器中的工作流體（如水或油）被加熱並轉化爲高溫高壓的蒸汽，蒸汽驅動渦輪機或活塞機械，進而帶動發電機產生電能。