從太陽(yáng)能獲得電力，需通過(guò)太陽(yáng)電池進(jìn)行光電變換來(lái)實(shí)現。它同以往其他電源發(fā)電原理完全不同。要使太陽(yáng)能發(fā)電真正達到實(shí)用水平，一是要提高太陽(yáng)能光電變換效率并降低其成本，二是要實(shí)現太陽(yáng)能發(fā)電同的電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。

太陽(yáng)能光發(fā)電是指無(wú)需通過(guò)熱過(guò)程直接將光能轉變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電方式。 它包括光伏發(fā)電、光化學(xué)發(fā)電、光感應發(fā)電和光生物發(fā)電。 光伏發(fā)電是利用太陽(yáng)能級半導體電子器件有效地吸收太陽(yáng)光輻射能，并使之轉變成電能的直接發(fā)電方式，是當今太陽(yáng)光發(fā)電的主流。在光化學(xué)發(fā)電中有電化學(xué)光伏電池、光電解電池和光催化電池，目前得到實(shí)際應用的是光伏電池。 [1]

單晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉換效率為15%左右，高可達23%，在太陽(yáng)能電池中光電轉換，但其制造成本高。單晶硅太陽(yáng)能電池的使用壽命一般可達15年，高可達25年。多晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉換效率為14%到16%，其制作成本低于單晶硅太陽(yáng)能電池，因此得到大量發(fā)展，但多晶硅太陽(yáng)能電池的使用壽命要比單晶硅太陽(yáng)能電池要短。

太陽(yáng)能發(fā)電是利用電池組件將太陽(yáng)能直接轉變?yōu)殡娔艿难b置。太陽(yáng)能電池組件（Solar cells）是利用半導體材料的電子學(xué)特性實(shí)現P-V轉換的固體裝置，在廣大的無(wú)電力網(wǎng)地區，該裝置可以方便地實(shí)現為用戶(hù)照明及生活供電，一些發(fā)達國家還可與區域電網(wǎng)并網(wǎng)實(shí)現互補。目 前從民用的角度，在國外技術(shù)研究趨于成熟且初具產(chǎn)業(yè)化的是"光伏--建筑（照明）一體化"技術(shù)，而國內主要研究生產(chǎn)適用于無(wú)電地區家庭照明用的小型太陽(yáng)能發(fā)電系統。
太陽(yáng)能發(fā)電系統主要包括：太陽(yáng)能電池組件（陣列）、控制器、蓄電池、逆變器、用戶(hù)即照明負載等組成。其中，太陽(yáng)能電池組件和蓄電池為電源系統，控制器和逆變器為控制保護系統，負載為系統終端。

由于技術(shù)和材料原因，單一電池的發(fā)電量是十分有限的，實(shí)用中的太陽(yáng)能電池是單一電池經(jīng)串、并聯(lián)組成的電池系統，稱(chēng)為電池組件（陣列）。單一電池是一只硅晶體二極管，根據半導體材料的電子學(xué)特性，當太陽(yáng)光照射到由P型和N型兩種不同導電類(lèi)型的同質(zhì)半導體材料構成的P-N結上時(shí)，在一定的條件下，太陽(yáng)能輻射被半導體材料吸收，在導帶和價(jià)帶中產(chǎn)生非平衡載流子即電子和空穴。同于P-N結勢壘區存在著(zhù)較強的內建靜電場(chǎng)，因而能在光照下形成電流密度J，短路電流Isc，開(kāi)路電壓Uoc。若在內建電場(chǎng)的兩側面引出電極并接上負載，理論上講由P-N結、連接電路和負載形成的回路，就有"光生電流"流過(guò)，太陽(yáng)能電池組件就實(shí)現了對負載的功率P輸出。

控制器的主要功能是使太陽(yáng)能發(fā)電系統始終處于發(fā)電的大功率點(diǎn)附近，以獲得率。而充電控制通常采用脈沖寬度調制技術(shù)即PWM控制方式，使整個(gè)系統始終運行于大功率點(diǎn)Pm附近區域。放電控制主要是指當電池缺電、系統故障，如電池開(kāi)路或接反時(shí)切斷開(kāi)關(guān)。目 前日立公司研制出了既能跟蹤調控點(diǎn)Pm，又能跟蹤太陽(yáng)移動(dòng)參數的"向日葵"式控制器，將固定電池組件的效率提高了50%左右。

在太陽(yáng)能發(fā)電系統中，系統的總效率ηese由電池組件的PV轉換率、控制器效率、蓄電池效率、逆變器效率及負載的效率等組成。但相對于太陽(yáng)能電池技術(shù)來(lái)講，要比控制器、逆變器及照明負載等其它單元的技術(shù)及生產(chǎn)水平要成熟得多，而且系統的轉換率只有17%左右。因此提高電池組件的轉換率，降低單位功率造價(jià)是太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)化的和難點(diǎn)。太陽(yáng)能電池問(wèn)世以來(lái)，晶體硅作為主角材料保持著(zhù)統治地位。對硅電池轉換率的研究，主要圍繞著(zhù)加大吸能面，如雙面電池，減小反射；運用吸雜技術(shù)減小半導體材料的復合；電池超薄型化；改進(jìn)理論，建立新模型；聚光電池等。

應用領(lǐng)域
1、用戶(hù)太陽(yáng)能電源：小型電源10-100W不等，用于邊遠無(wú)電地區如高原、海島、牧區、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、電視、收錄機等；3-5KW家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統；光伏水泵：解決無(wú)電地區的深水井飲用、灌溉。
2、交通領(lǐng)域：如航標燈、交通/鐵路信號燈、交通警示/標志燈、路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無(wú)線(xiàn)電話(huà)亭、無(wú)人值守道班供電等。
3、 通訊/通信領(lǐng)域：太陽(yáng)能無(wú)人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播/通訊/尋呼電源系統；農村載波電話(huà)光伏系統、小型通信機、士兵GPS供電等。
4、石油、海洋、氣象領(lǐng)域：石油管道和水庫閘門(mén)陰極保護太陽(yáng)能電源系統、石油鉆井平臺生活及應急電源、海洋檢測設備、氣象/水文觀(guān)測設備等。
5、家庭燈具電源：如庭院燈、路燈、手提燈、野營(yíng)燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節能燈等。
6、光伏電站：10KW-50MW立光伏電站、風(fēng)光（柴）互補電站、各種大型停車(chē)廠(chǎng)充電站等。
7、太陽(yáng)能建筑：將太陽(yáng)能發(fā)電與建筑材料相結合，使得未來(lái)的大型建筑實(shí)現電力自給，是未來(lái)一大發(fā)展方向。
8、其他領(lǐng)域包括：與汽車(chē)配套：太陽(yáng)能汽車(chē)/電動(dòng)車(chē)、電池充電設備、汽車(chē)空調、換氣扇、冷飲箱等；太陽(yáng)能制氫加燃料電池的再電系統；海水淡化設備供電；衛星、航天器、空間太陽(yáng)能電站等。、

系統相互立，可自行控制，避免發(fā)生大規模停電事故，安全性高；
彌補大電網(wǎng)穩定性的不足，在意外發(fā)生時(shí)繼續供電，成為集中供電不可或缺的重要補充；
可對區域電力的質(zhì)量和性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，非常適合向農村、牧區、山區，發(fā)展中的中、小城市或商業(yè)區的居民供電，大大減小環(huán)保壓力；
輸配電損耗低，甚至沒(méi)有，無(wú)需建配電站，降低或避免附加的輸配電成本；土建和安裝成本低；
調峰性能好，操作簡(jiǎn)單；由于參與運行的系統少，啟?？焖?，便于實(shí)現全自動(dòng)。