太阳能电池板原理就是将太阳光转化为电能的过程。太阳能光辐射到太阳能电池板上，经过多级PN结反转层的半导体材料吸收后，将能量转化为电能，从而达到发电的目的。整个过程中，这些反转层会将从太阳发射的光子(光能)吸收，然后将其转化为电子，形成电路里的电流，并输出到外部负载。
太阳能电池板的基本构造大致可以分三部分：上层为透明的安装表面，中间层为发电层，下层为支架和封装材料。
发电层主要由n型和p型半导体材料所构成，它们之间有一条p-n结，在这里产生了电子和空穴的对应集。当阳光照在PN结的上面时，会使它们之间的电子转移到pn结一侧，从而产生电荷，形成电路里的电流。换句话说，当光子(太阳能)轰击在PN结上时，它们会打破由n-型和p-型材料构成的晶体的原子键，从而形成电子和空穴，使它们相互分离，在受光侧形成负电荷，在反光侧形成正电荷，从而形成电势差。若将这两边连接起来，就可以产生电流，从而输出电能。
现代太阳能电池板采用的是硅(或其他半导体材料)的pn结，因硅属于激发能较低的半导体，可以比较容易地被激发，吸收的光谱范围也比较广，可转化为电能的光线也比较丰富;并且具有较高的功率密度和光电转换效率。
太阳能电池板原理的核心在于将太阳能光子转化为电能，从而达到发电的目的。随着技术的不断进步，太阳能电池板的光电转化效率不断提高，成为未来可再生能源发展的重要方向。
