光源电力的核心原理，源于光电效应中光子与电子的量子级交互。当特定频率的光子（如太阳光或LED发出的可见光）照射到半导体材料表面时，若光子能量大于材料的禁带宽度，便会将电子从价带激发至导带，从而形成电子-空穴对。这一过程并非简单的能量传递，而是遵循爱因斯坦的光电方程 E = hν，其中频率 ν 是决定性参数——低于阈值频率的光子无论强度多大，都无法引发电子跃迁。
对比传统热发电与光源发电，二者在能效与机制上存在显著差异。传统热发电依赖高温差驱动蒸汽轮机，能量转换需历经热能→机械能→电能的多次损耗，整体效率通常低于40%。而光伏发电直接通过PN结的内建电场分离光生载流子，实现光能→电能的单步转换，理论上单结电池的极限效率（肖克利-奎伊瑟极限）为33.7%，但多结叠层技术已可突破50%。此外，热发电受热力学第二定律制约，必须存在冷热源温差；光源电力则可在常温下工作，且响应速度达到纳秒级，适用于精密光电检测场景。
在实际工程应用中，光源电力的优势体现在分布式供电与极端环境适应性上。例如，在电网覆盖不到的偏远基站，光伏组件配合储能系统可独立运行；在太空探测器中，砷化镓太阳能电池能承受高辐射与极低温。但劣势同样明显：光伏发电的间歇性依赖天气与昼夜节律，而热发电（如光热电站）虽可储热实现连续输出，却需庞大的聚光镜场和冷却系统。综合而言，光源电力的未来在于材料革新——钙钛矿-硅叠层电池已实现26%的实验室效率，而量子点技术有望进一步突破光子吸收的波长限制，让每一束光都转化为可用的电子流。