光伏發(fā)電的主要原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。光子照射到金屬上時(shí)，它的能量可以被金屬中某個(gè)電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬內(nèi)部引力做功，離開金屬表面逃逸出來，成為光電子。硅原子有4個(gè)外層電子，如果在純硅中摻入有5個(gè)外層電子的原子如磷原子，就成為N型半導(dǎo)體；若在純硅中摻入有3個(gè)外層電子的原子如硼原子，形成P型半導(dǎo)體。當(dāng)P型和N型結(jié)合在一起時(shí)，接觸面就會(huì)形成電勢差，成為太陽能電池。當(dāng)太陽光照射到P－N結(jié)后，電流便從P型一邊流向N型一邊，形成電流。


20世紀(jì)90年代后，光伏發(fā)電快速發(fā)展，到2006年，世界上已經(jīng)建成了10多座兆瓦級光伏發(fā)電系統(tǒng)，6個(gè)兆瓦級的聯(lián)網(wǎng)光伏電站。美國是早制定光伏發(fā)電的發(fā)展規(guī)劃的國家。1997年又提出“百萬屋頂”計(jì)劃。日本1992年啟動(dòng)了新陽光計(jì)劃，到2003年日本光伏組件生產(chǎn)占世界的50%，世界前10大廠商有4家在日本。

光伏制造業(yè)主要包括晶硅提純、硅錠硅片、光伏電池和光伏組件四個(gè)環(huán)節(jié)。其中，晶硅提純需要在高溫條件下完成，需要消耗大量的電能，約占總耗能的56%-72%，是產(chǎn)業(yè)鏈中的化工生產(chǎn)過程；而“高污染”來自高純多晶硅生產(chǎn)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物。

晶硅提純確實(shí)是大規(guī)模、高耗能產(chǎn)業(yè)。然而這不等于光伏產(chǎn)品就是高能耗，需要將單位光伏組件生產(chǎn)中所耗的總能量折算成耗電量，并與組件全壽命發(fā)電量進(jìn)行比較。2015年發(fā)布的《光伏制造行業(yè)規(guī)范條件》，規(guī)定多晶硅生產(chǎn)過程的電耗須小于120千瓦時(shí)/千克；新建和改擴(kuò)建項(xiàng)目須小于100千瓦時(shí)/千克，這一能耗水平應(yīng)該比較接近目前世界先進(jìn)水平。