在文明的发展过程中，能源科学和技术是保障文明发展的重要科学技术之一。化石燃料必将走向枯竭，为了摆脱这种窘境，我们需要寻找对地球环境无害且取之不尽、用之不竭的绿色能源，太阳将会给予我们这种能源。利用半导体的光电转换原理，将太阳能源直接转换成电能的技术就是太阳能发电技术。
所谓太阳能电池，就是利用半导体中的光生电动势效应将太阳能直接转换成电能的器件。由于光电导效应的存在，光的照射使流过半导体的电流增加。在没有外加电场的状态下，为了在半导体中产生电流，首先必须改变热平衡势的光生电子和空穴的空间密度分布。在太阳能电池的光生电动势效应中，内部电场起了重要的作用。由于内部电场的作用，光生的负电荷电子和正电荷空穴向相反的方向分离。若半导体两端连接外部电路，将会产生电流。另外，若半导体两端分开不使外部电路产生电流，则半导体的内部将会形成电子－空穴密度分布，这个电子－空穴密度分布将引起抵消内部光电流的相反电流，与内部电场方向相反的电压将会出现在半导体的两端。也就是说，若半导体两端连接适当的外部电阻，则会从该半导体样品得到与照射光强度相应的电流和电压，即电能。可以获取最大电能的光生电动势效应器件就称为太阳能电池。
目前，最常用的太阳能电池的半导体材料有以下几种：晶体材料有51、Culn（Ga）Se、InP、GaAs和CdTe，非晶体材料有Si等。III-V族化合物半导体材料GaAs和InP，虽然它们的最高转换效率接近了理论极限值，但是由于其材料造价高，这些产品主要是宇宙用太阳能电池，这就可以充分发挥它们的抗辐照性能和小面积接收光的特性。
