太阳电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，硒铟铜等。1997年美国提出“克林顿总d统百万太阳能屋顶计划”，在2010年以前为100万户，每户安装3~5kWp。它们的发电原理基本相同，现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。 当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的的实质是：光子能量转换成电能的过程。
当前主要的太阳能电池及其分类如图2所示：按照衬底材料的不同，太阳能电池可以分为传统晶硅类电池和柔性薄膜太阳能电池。“十二五”时期我国新增太阳能光伏电站装机容量约1000万千瓦，太阳能光热发电装机容量100万千瓦，分布式光伏发电系统约1000万千瓦，光伏电站***按平均每千瓦1万元测算，分布式光伏系统按每千瓦1。以玻璃硬性材料为衬底的单晶硅与多晶硅太阳能电池占生产量的绝大多数，其特点是生产技术成熟且光电转化效率高。但是由于其本身制造过程的高能耗与高真空条件使这类电池的发电成本较高，而且其容易破碎、不可弯曲等特点限制了某些应用场合。
轨道交通用电负荷可分为：车辆牵引供电负荷、运营动力负荷（车站及区间内为保证地铁正常、安全运营而所需的一些机电设备、通信信号设备、监控设备等）、道交通运营照明负荷（各类正常照明、应急照明、指示照明、广告照明等）。三、通讯/通信领域：太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统。其中，牵引负荷、通信信号、消防通风、消防监控、应急照明等是与行车及消防相关的可靠性要求极高的特别重要的一级负荷。目前太阳能光伏电池一般是用作车站内三级负荷、正常照明和一般的机电负荷供电，很少用作车辆牵引的动力供电。在新能源城轨车辆上，由于增加了超级电容和动力电池，太阳能电池发出的电能除为车辆和动力系统辅助设备供电外，经DC/DC变流器后可为动力电池或超级电容充电，从而间接实现电动供电。
