將太陽能直接轉換為電能的技術稱為光伏發電技術。在國際上，光伏發電技術的研究已有100多年的歷史。目前這一能源高端產品已經成熟。我國于1958年開始研究太陽電池，1971年首次成功地應用于我國發射的東方紅二號衛星上。1973年開始將太陽電池用于地面。2002年，國家有關部門啟動“送電到鄉工程”，在西部七省區的近800個無電鄉所在地安裝光伏電站，該項目拉動了我國光伏工業快速發展。截止到2004年底，我國太陽電池的累計裝機已經達到6.5萬千瓦。
光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經過串聯后進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。光伏發電的優點是較少受地域限制，因為陽光普照大地;光伏系統還具有安全可靠、無噪聲、低污染、無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發電供電及建設同期短的優點。
光伏發電是根據光生伏特效應原理,利用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,所以,光伏發電設備極為精煉,可靠穩定壽命長、安裝維護簡便。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。太陽能光伏發電的最基本元件是太陽能電池（片），有單晶硅、多晶硅、非晶硅和銅銦鎵硒薄膜電池等。
[編輯本段]光伏發電產業的發展
近幾年國際上光伏發電快速發展，2007年全球太陽能新裝容量達2826MWp，其中德國約占47%，西班牙約占23%，日本約占8%，美國約占8%。2007年，在太陽能光電產業鏈中有大量的投資集中到新產能的提升上。除此之外，太陽能光電企業在2007年間的貸款融資金額增長了近100億美元，使得該產業規模不斷擴大。雖然受金融危機影響，德國、西班牙對太陽能光伏發電的扶持力度有所降低，但其它國家的政策扶持力度卻在逐年加大。日本政府2008年11月發布了“太陽能發電普及行動計劃”，確定太陽能發電量到2030年的發展目標是要達到2005年的40倍，并在3-5年后，將太陽能電池系統的價格降至目前的一半左右。2009年還專門安排30億日元的補助金，專項鼓勵太陽能蓄電池的技術開發。2008年9月16日，美國參議院通過了一攬子減稅計劃，其中將光伏行業的減稅政策（ITC）續延2-6年。
中國太陽能資源非常豐富，理論儲量達每年17000億噸標準煤。太陽能資源開發利用的潛力非常廣闊。中國光伏發電產業于20世紀70年代起步，90年代中期進入穩步發展時期。太陽電池及組件產量逐年穩步增加。經過30多年的努力，已迎來了快速發展的新階段。在“光明工程”先導項目和“送電到鄉”工程等國家項目及世界光伏市場的有力拉動下，中國光伏發電產業迅猛發展。
光伏技術可直接將太陽的光能轉換為電能，用此技術制作的光電池使用方便，特別是近年來微小型半導體逆變器迅速發展，促使其應用更加快捷。美、日、歐和發展中國家都制定出龐大的光伏技術發展計劃，開發方向是大幅度提高光電池轉換效率和穩定性，降低成本，不斷擴大產業。目前已有80多個國家和地區形成商業化、半商業化生產能力，年均增長達16％，市場開拓從空間轉向地面系統應用，甚至用于驅動交通工具。據報道，全球發展、建造太陽能住宅（光電池作屋頂、外墻、窗戶等建材用）投資規模為600億美元，而到2009年還會再翻一倍達1200億美元，光伏技術制作的光電池有望成為21世紀的新能源。以下按其材料分類，展示光伏技術、產業及市場發展動向。