光—电直接转换方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。

单晶硅太阳能板的光电转换效率为15%左右，的达到24%，这是所有种类的太阳能板中光电转换效率的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，可达25年。

晶硅组件：单块组件功率相对较高。同样占地面积下，装机容量要比薄膜组件高。但组件厚重易碎，高温性能较差，弱光性差，年度衰减率高。

薄膜组件：单块组件功率相对略低。但发电性能高，高温性能佳，弱光性能好，阴影遮挡功率损失较小，年度衰减率低。应用环境广泛，美观，环保。

其实可供制造太阳电池的半导体材料很多，随着材料工业的发展、太阳电池的品种将越来越多。目前已进行研究和试制的太阳电池，除硅系列外，还有硫化镉、砷化镓、铜铟硒等许多类型的太阳电池，举不胜举，通常这些材料都会用来制作非晶硅电池。