太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池和蓄电池构成电源单元，这两个部分的性能对系统的工作特性起着关键作用。
首先，我们来看电池单元。由于技术限制和材料特性，单个太阳能电池的发电能力有限。在实际应用中，太阳能电池通常是由多个硅晶体二极管通过串并联的方式组成，称为电池组件或电池阵列。当太阳光照射到由P型和N型半导体材料构成的P-N结时，它会吸收光能并产生电子和空穴，形成非平衡载流子。由于P-N结两侧的势垒区存在内建静电场，这使得在光照下形成电流，即短路电流（Isc）和开路电压（Uoc）。当P-N结、连接电路和负载形成回路时，光生电流会驱动电池组件为负载提供功率（P）。
其次，电能储存单元是系统中的另一个关键部分。太阳能电池产生的直流电通过蓄电池进行储存。蓄电池技术已经相当成熟，但其储存容量受到多种因素的影响，如终端所需的电量需求以及日照时间（即发电时间）。蓄电池的瓦时容量和安时容量取决于预期的连续无日照时间。因此，优化电池和蓄电池的匹配，是提高整个系统工作效率和特性的关键。
白天，在光照条件下，太阳电池组件产生一定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求。再通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将由光能转换而来的电能贮存起来。晚上，蓄电池组为逆变器提供输入电，通过逆变器的作用，将直流电转换成交流电，输送到配电柜，由配电柜的切换作用进行供电。蓄电池组的放电情况由控制器进行控制，保证蓄电池的正常使用。光伏电站系统还应有限荷保护和防雷装置，以保护系统设备的过负载运行及免遭雷击，维护系统设备的安全使用。太阳能→电能→化学能→电能→光能。