光伏太阳能电池板吸收阳光作为能量来源，产生直流电。光伏（PV）模块是不同电压和瓦数的光伏太阳能电池的封装连接组件。光伏模块构成了在商业和住宅应用中产生和供应太阳能电力的光伏系统的光伏阵列。
太阳能收集在农业以外最常见的应用是太阳能热水系统。
光伏组件利用来自太阳的光能（光子），通过光伏效应产生电能。大多数模块使用基于晶片的晶体硅电池或薄膜电池。模块的结构（承载）构件可以是顶层或背层。还必须保护电池免受机械损伤和潮湿。大多数模块是刚性的，但也有基于薄膜电池的半柔性模块。电池必须一个接一个地串联。
光伏接线盒附在太阳能电池板的背面，是其输出接口。在外部，大多数光伏组件使用MC4连接器类型，以方便与系统的其余部分进行防风雨连接。此外，还可以使用USB电源接口。
模块电连接是串联的，以获得所需的输出电压，或者是并联的，以提供所需的电流能力（安培）。从模块中取出电流的导线可以包含银、铜或其他非磁性导电过渡金属。在部分模块遮蔽的情况下，可以结合或在外部使用旁路二极管，以最大化仍被照亮的模块部分的输出。
一些特殊的太阳能光伏组件包括聚光器，其中光线通过透镜或反射镜聚焦到较小的电池上。这使得能够以成本有效的方式使用每单位面积具有高成本的电池（例如砷化镓）。
太阳能电池板也使用由机架组件、支架、反射器形状和槽组成的金属框架，以更好地支撑电池板结构。
1839年，亚历山大·埃德蒙·贝克勒尔（Alexandre-Edmond Becquerel）首次观察到某些材料在光照下产生电荷的能力。尽管即使对于简单的电子设备来说，Premiere太阳能电池板的效率也太低，但它们被用作测量光的仪器。直到1873年，威洛比·史密斯（Willoughby Smith）发现电荷可能是由光照射硒引起的，贝克勒尔（Becquerel）的观察结果才被再次复制。在这一发现之后，威廉·格里尔斯·亚当斯（William Grylls Adams）和理查德·埃文斯·戴（Richard Evans Day）于1876年发表了《光对硒的作用》（The Action of Light on Selenium），描述了他们用来复制史密斯结果的实验。1881年，查尔斯·弗里茨（Charles Fritts）发明了第一块商用太阳能电池板，据弗里茨报道，该太阳能电池板“不仅在阳光下，而且在昏暗、漫射的日光下，都具有连续、恒定和相当大的力量”。然而，这些太阳能电池板的效率非常低，尤其是与燃煤发电厂相比。1939年，Russell Ohl创造了用于许多现代太阳能电池板的太阳能电池设计。1941年，他为自己的设计申请了专利。1954年，贝尔实验室首次使用这种设计制造了第一块商业上可行的硅太阳能电池。
目前，大多数太阳能模块是由多晶硅和单晶硅制成的晶体硅（C-Si）太阳能电池生产的。2013年，晶体硅占全球光伏产量的90%以上，而整个市场的其余部分由使用碲化镉、CIGS和非晶硅的薄膜技术组成
新兴的第三代太阳能技术使用先进的薄膜电池。与其他太阳能技术相比，它们以低成本产生相对高效的转换。此外，高成本、高效率和密集的矩形多结（MJ）电池优选地用于航天器上的太阳能电池板中，因为它们提供了每千克提升到太空中的最高发电率。MJ电池是化合物半导体，由砷化镓（GaAs）和其他半导体材料制成。另一种使用MJ电池的新兴光伏技术是聚光光伏（CPV）。
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