太陽能電池將太陽光能直接轉化為電能。不論是獨立使用還是并 網發電,光伏發電系統主要由太陽能電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由電子元器件構成，不涉及機械部件。理論上講,光伏發電技術可以用于任何需要電源的場合,上至航天器,下至家用電源,大到兆瓦級電站,小到玩具,光伏電源無處不在。以晶體硅材料制備的太陽能電池主要包括：單晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜電池等。鑄造多晶硅太陽能電池已經取代直拉單晶硅成為最主要的光伏材料。但是鑄造多晶硅太陽能電池的轉換效率略低于直拉單晶硅太陽能電池，材料中的各種缺陷，如晶界、位錯、微缺陷，和材料中的雜質碳和氧，以及工藝過程中玷污的過渡族金屬被認為是電池轉換效率較低的關鍵原因，因此關于鑄造多晶硅中缺陷和雜質規律的研究，以及工藝中采用合適的吸雜，鈍化工藝是進一步提高鑄造多晶硅電池的關鍵。量產的單晶硅電池轉換效率在17%左右，多晶硅電池轉換效率在16%左右。而薄膜電池量產的轉換效率為10%左右。
除了常用的單晶、多晶、非晶硅電池之外，多元化合物太陽電池指不是用單一元素半導體材料制成的太陽電池。各國研究的品種繁多，大多數尚未工業化生產，主要有以下幾種：
a)硫化鎘太陽能電池
b)砷化鎵太陽能電池
c) 銅銦硒太陽能電池(新型多元帶隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太陽能電池)