太阳能电池是一种将光能直接转化为电能的重要装置，其核心在于半导体材料的应用。通常情况下，太阳能电池由多个关键部分组成，包括顶层玻璃盖板、减反射涂层、正面金属电极、P-N结层、背面金属电极以及背板等。
当太阳光照射到太阳能电池上时，光子与半导体材料中的原子相互作用，使得价带中的电子获得足够的能量跃迁至导带，从而在P区和N区之间产生电动势差。这一过程被称为光电效应。随后，在外电路中流动的电流便可以被用来驱动各种设备或储存于蓄电池中备用。
为了提高转换效率并减少损耗，研究人员不断优化设计参数如厚度、掺杂浓度及表面织构等，并采用新型材料如钙钛矿型化合物来替代传统硅基产品。此外，通过串联多个单体单元形成模块化阵列还可以进一步扩大输出功率范围，满足不同应用场景的需求。
