光伏发电本质上是利用太阳能电池板将光能直接转化为电能。 光伏组件的重要组成部分是硅片，是一种重要的半导体材料。硅在地壳中极为丰富，开采非常方便。要想做成电池片，硅需经过提炼，达到 99.9999%的纯度，这代表着一个国家工业能力的极致。目前在全球，中国拥有世界上最大的也是最先进的硅料电池片、 光伏组件生产基地， 全世界排名前五的电池片生产厂家都是中国企业。
光伏系统有三种主要类型。 第一类是独立运行的离网光伏发电系统， 主要是由太阳能电池组件， 控制器和蓄电池组成， 广泛用于边防哨所和野外基站。 第二类是并网的集中式光伏发电系统，也就是俗称的“光伏发电站”，是绿色电力的主力军。第三类是分布式光伏发电系统，俗称“屋顶光伏”，既能自发自用，又能把余电卖给电网。
相比火电，光伏发电能源取之不尽，过程清洁安全，布置灵活简便。但也存在以下问题：一是现在量产的硅片光电转换效率集中 22%左右，要收集足够的阳光，就需要铺设足够多的光伏组件， 占用相对较大的土地面积。 二是受天气影响较大， 没有阳光就难以发电。 三是把硅提纯的过程容易产生环境污染， 不过随着技术升级和环保的投入， 已经有了有效的控制措施。 最后， 光伏组件随着使用时间的增长， 它本身是有使用寿命和衰减周期的， 还需要考虑设备的更换和废旧物资的回收。