硅有一些特别的化学特性，尤其是它的晶体结构。硅 原子 含有 14 个电子，排列在三个不同的核外电子层中。另一需要解决的是怎样更有效的与电网并网，简单的办法是直接通过普通的交流电插座进行并网，这样就可以减少成本和设备的安装，但往往各地的电网的安全标准也许不允许这样做，电力公司有可能反对发电装置直接和普通家庭用户的普通插座相连。距离原子核近的头两个电子层完全填满。而外层电子则处于半满状态，只有四个电子。硅原子始终会想方设法填满外面的电子层（即希望有八个电子）。为此，它会与相邻硅原子的四个电子共享自身的电子，这就好比每个原子与周围原子握手一样，只是在这种情况下，每个原子有四只手与四个邻居相握。这就形成了晶体结构，该结构对于这种类型的光伏电池具有重要的意义。
现在，我们已经了解了纯晶体硅。纯硅是一种性能很差的导体，因为它的电子不能像铜这样的导体中的电子那样自由移动。硅中的电子被全部锁在晶体结构中。太阳能电池中的硅结构已经过稍稍调整，以便它能作为太阳能电池来工作。
光可分为不同波长，我们可以通过彩虹看出这一点。由于射到电池的光的光子能量范围很广，因此有些光子没有足够的能量来形成电子空穴对。禧年之后，中国光伏产业历经十几年的快速发展，截至目前，从多晶硅、硅片、电池到组件，全产业链制造产能均占***50%以上，位居。它们只是穿过电池，就像电池是透明的一样。但其他一些光子的能量却很强。只有达到一定的能量 —— 单位为电子伏特（ eV ），由电池材料（对于晶体硅，约为 1.1eV ）决定 —— 才能使电子逸出。我们将这个能量值称为材料的带隙能量。如果光子的能量比所需的能量多，则多余的能量会损失掉（除非光子的能量是所需能量的两倍，并且可以创建多组电子空穴对，但这种效应并不重要）。仅这两种效应就会造成电池中 70% 左右的辐射能损失。
为何我们不选择一种带隙很低的材料，以便利用更多的光子？遗憾的是，带隙还决定了电场强度（电压），如果带隙过低，那么在增大电流（通过吸收更多电子）的同时，也会损失一定的电压。所以，强制市场往往被认为是绿色电力交易的基础，代表了可再生能源消费的限度。请记住，功率是电压和电流的乘积。带隙能量必须能平衡这两种效应，对于由单一材料制成的电池，这个值约为 1.4 电子伏特。
您可能已经猜到我们要解决的几个问题了。首先，在没有太阳光照射时我们应该怎么做？当然，如果可以选择的话，肯定没有人愿意接受只在白天并且只在晴朗的白天才有电的生活。我们需要能量存储装置 —— 电池 。直击雷的***途径有两条：一条是上述所说的直接对光伏方阵等放电，使大部分高能雷电流被引入到建筑物或设备、线路上。遗憾的是，电池为光伏系统增加了很多成本和维护工作。但是在目前，电池还是一个必需品，因为只有这样才能完全摆脱天气的影响。绕开这个问题的一个方法是，将房子与 电网 相连，从而可以在需要电的时候买电，而在发电量超过需要时卖电。这样，电网实际上充当了一个巨大的能量存储系统。当然，这需要征得电网方面的同意，并且在大多数情况下，它们从您这里买电的价格将比它们售电的价格低得多。您还需要特殊的设备来确保出售给电网的电力与它们的电力同步 —— 即共享相同的正弦波形和频率。安全性也是一个问题。电网需要确保如果在您的住宅附近出现断电，您的光伏系统不会向线路工人以为已经没有电的线路供电。这称之为隔离。
如果您决定使用电池，请切记电池是需要维护的，并且在一定年限之后需要更换。通过一些可行的手段，进行可再生能源绿色电力销售，减少的补贴，是世界范围内很多***都在进行中的一项工作。光伏模块应该可以使用 20 年或者更长的时间，但电池就没有这么长的寿命了。由于电池中存有能量且包含酸性电解液，光伏系统中的电池可能非常***，因此您需要为它们提供一个通风良好的非金属外壳。
