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)。

光伏發(fā)電系統主要由太陽(yáng)能電池、蓄電池、控制器和逆變器組成，其中太陽(yáng)能電池是光伏發(fā)電系統的關(guān)鍵部分，太陽(yáng)能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個(gè)系統的質(zhì)量和成本。太陽(yáng)能電池主要分為晶體硅電池和薄膜電池兩類(lèi)，前者包括單晶硅電池、多晶硅電池兩種，后者主要包括非晶體硅太陽(yáng)能電池、銅銦鎵硒太陽(yáng)能電池和碲化鎘太陽(yáng)能電池。

薄膜太陽(yáng)能電池是用硅、硫化鎘、砷化鎵等薄膜為基體材料的太陽(yáng)能電池。薄膜太陽(yáng)能電池可以使用質(zhì)輕、價(jià)低的基底材料（如玻璃、塑料、陶瓷等）來(lái)制造，形成可產(chǎn)生電壓的薄膜厚度不到1微米，便于運輸和安裝。然而，沉淀在異質(zhì)基底上的薄膜會(huì )產(chǎn)生一些缺陷，因此現有的碲化鎘和銅銦鎵硒太陽(yáng)能電池的規?；慨a(chǎn)轉換效率只有12%到14%，而其理論上限可達29%。如果在生產(chǎn)過(guò)程中能夠減少碲化鎘的缺陷，將會(huì )增加電池的壽命，并提高其轉化效率。這就需要研究缺陷產(chǎn)生的原因，以及減少缺陷和控制質(zhì)量的途徑。太陽(yáng)能電池界面也很關(guān)鍵，需要大量的研發(fā)投入。

通過(guò)水或其他工質(zhì)和裝置將太陽(yáng)輻射能轉換為電能的發(fā)電方式,稱(chēng)為太陽(yáng)能熱發(fā)電。先將太陽(yáng)能轉化為熱能，再將熱能轉化成電能，它有兩種轉化方式：一種是將太陽(yáng)熱能直接轉化成電能，如半導體或金屬材料的溫差發(fā)電，真空器件中的熱電子和熱電離子發(fā)電，堿金屬熱電轉換，以及磁流體發(fā)電等；另一種方式是將太陽(yáng)熱能通過(guò)熱機（如汽輪機）帶動(dòng)發(fā)電機發(fā)電，與常規熱力發(fā)電類(lèi)似，只不過(guò)是其熱能不是來(lái)自燃料，而是來(lái)自太陽(yáng)能。太陽(yáng)能熱發(fā)電有多種類(lèi)型，主要有以下五種：塔式系統、槽式系統、盤(pán)式系統、太陽(yáng)池和太陽(yáng)能塔熱氣流發(fā)電。 種是聚光型太陽(yáng)能熱發(fā)電系統，后兩種是非聚光型。 一些發(fā)達國家將太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)作為國家研發(fā)，制造了數十臺各種類(lèi)型的太陽(yáng)能熱發(fā)電示范電站，已達到并網(wǎng)發(fā)電的實(shí)際應用水平。 [1]

目前世界上現有的有前途的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統大致可分為：槽形拋物面聚焦系統、中央接受器或太陽(yáng)塔聚焦系統和盤(pán)形拋物面聚焦系統。在技術(shù)上和經(jīng)濟上可行的三種形式是：30～ 80MW聚焦拋物面槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)拋物面槽式)；30～ 200MW點(diǎn)聚焦中央接收式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)中央接收式)；7.5～ 25kW的點(diǎn)聚焦拋物面盤(pán)式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)拋物面盤(pán)式)。

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。

P型晶體硅經(jīng)過(guò)摻雜磷可得N型硅，形成P－N結。當光線(xiàn)照射太陽(yáng)能電池表面時(shí)，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發(fā)生了躍遷，成為自由電子在P－N結兩側集聚形成了電位差，當外部接通電路時(shí)，在該電壓的作用下，將會(huì )有電流流過(guò)外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。

分布式光伏發(fā)電系統，又稱(chēng)分散式發(fā)電或分布式供能，是指在用戶(hù)現場(chǎng)或靠近用電現場(chǎng)配置較小的光伏發(fā)電供電系統，以滿(mǎn)足特定用戶(hù)的需求，支持現存配電網(wǎng)的經(jīng)濟運行，或者同時(shí)滿(mǎn)足這兩個(gè)方面的要求。
分布式光伏發(fā)電系統的基本設備包括光伏電池組件、光伏方陣支架、直流匯流箱、直流配電柜、并網(wǎng)逆變器、交流配電柜等設備，另外還有電站監控裝置和環(huán)境監測裝置。其運行模式是在有太陽(yáng)輻射的條件下，光伏發(fā)電系統的太陽(yáng)能電池組件陣列將太陽(yáng)能轉換輸出的電能，經(jīng)過(guò)直流匯流箱集中送入直流配電柜，由并網(wǎng)逆變器逆變成交流電供給建筑自身負載，多余或不足的電力通過(guò)聯(lián)接電網(wǎng)來(lái)調節。
系統應用范圍：可在農村、牧區、山區，發(fā)展中的中、小城市或商業(yè)區附近建造小型分布式電站，解決當地用電需求。

立運行的太陽(yáng)能逆變器用于立太陽(yáng)能電池發(fā)電系統，為立負載供電。并網(wǎng)逆變器用于并聯(lián)運行的太陽(yáng)能電池發(fā)電系統。太陽(yáng)能電池在陽(yáng)光下產(chǎn)生直流電，但直流供電的系統有很大的局限性。例如熒光燈、電視機、冰箱、電風(fēng)扇等不能直接用直流電源供電，和大多數電機一樣。另外，當供電系統需要升壓或降壓時(shí)，交流系統只需要增加一個(gè)變壓器，而直流系統的升壓和降壓技術(shù)要復雜得多。因此，除了直接使用直流電的通信、氣象等特殊用戶(hù)外，還需要在太陽(yáng)能發(fā)電系統中安裝太陽(yáng)能逆變器以供生產(chǎn)和使用。