1849年，“光－伏”（photo-voltaic）一詞出現(xiàn)，意指由光產(chǎn)生電動勢。到了1950年代，隨著人們對半導(dǎo)體物理性質(zhì)的逐漸了解，美國貝爾實驗室于1954年發(fā)現(xiàn)，在硅中摻入一定量的雜質(zhì)，會使其對光更加敏感，并制作出了個有實際應(yīng)用價值的太陽能電池。

在摻雜的雜質(zhì)作用下，P型硅材料具有較多帶正電的空穴，而N型硅則具有較多帶負電的電子。電子和空穴相對擴散、復(fù)合，在P型和N型硅材料的接觸表面產(chǎn)生一個由N型硅指向P型硅的內(nèi)建電場。當(dāng)入射的太陽光被吸收時，內(nèi)建電場處產(chǎn)生的電子將會受電場作用而移動至N型硅處，空穴則移動至P型硅處，在兩側(cè)分別累積。若以導(dǎo)線相連，就可以產(chǎn)生電流了。

  雖然這么神奇的電池板可以直接把光轉(zhuǎn)換成電，但可不是什么光都可以的。事實上，太陽光（太陽輻射）在穿過大氣層到達地面的過程中，大氣中的空氣分子、水蒸氣、塵埃等會對太陽光產(chǎn)生吸收、反射、散射等作用，這些作用不僅會使太陽光的輻射強度減弱，還會改變輻射的方向和輻射的光譜分布。也就是說，到達地面的太陽光通常由直接太陽輻射和散射太陽輻射組成。

      直接太陽輻射是指直接來自太陽，其輻射方向不發(fā)生改變的輻射。散射太陽輻射是指被大氣中的空氣分子、微塵、水汽等吸收、散射和反射的一部分太陽輻射。到達地面的散射太陽輻射和直接太陽輻射之和稱為總輻射。