Hệ thống phát điện quang điện mặt trời là hệ thống phát điện sử dụng pin mặt trời cấu tạo theo nguyên lý hiệu ứng quang điện để biến đổi trực tiếp năng lượng bức xạ mặt trời thành năng lượng điện.

Vào ban ngày, khi môđun tế bào quang điện nhận được ánh sáng mặt trời, nó tạo ra các cặp electron-lỗ trống (hạt tải điện tạo ra quang điện) có phân cực ngược nhau trong chất bán dẫn của nó. Các hạt tải điện này bị ngăn cách bởi trường tĩnh điện tạo ra bởi tiếp giáp p-n của chất bán dẫn và được thu lại bởi các điện cực âm và dương của tế bào quang điện. Đồng thời, dòng điện được tạo ra ở mạch ngoài để thu được năng lượng điện. Một phần năng lượng điện được cung cấp cho tải DC hoặc AC, và một phần năng lượng điện dư còn lại được sạc cho pin thông qua diode sạc ngược. Vào ban đêm hoặc những ngày mưa, khi các mô-đun quang điện không thể hoạt động, bộ pin cung cấp tải DC hoặc AC sẽ hoạt động