光伏發(fā)電的主要原理是半導體的光電效應。光子照射到金屬上時(shí)，它的能量可以被金屬中某個(gè)電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬原子內部的庫侖力做功，離開(kāi)金屬表面逃逸出來(lái)，成為光電子。硅原子有4個(gè)外層電子，如果在純硅中摻入有5個(gè)外層電子的原子如磷原子，就成為N型半導體；若在純硅中摻入有3個(gè)外層電子的原子如硼原子，形成P型半導體。當P型和N型結合在一起時(shí)，接觸面就會(huì )形成電勢差，成為太陽(yáng)能電池。當太陽(yáng)光照射到P－N結后，電流便從P型一邊流向N型一邊，形成電流。

無(wú)論從世界還是從中國來(lái)看，常規能源都是很有限的。中國的一次性能源儲量遠遠低于世界的平均水平，大約只有世界總儲量的10%。太陽(yáng)能是人類(lèi)取之不盡用之不竭的可再生能源，具有充分的清潔性、的安全性、相對的廣泛性、確實(shí)的命和免維護性、資源的充足性及潛在的經(jīng)濟性等優(yōu)點(diǎn)，在長(cháng)期的能源戰略中具有重要地位。

與常用的火力發(fā)電系統相比，光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)主要體現于： ①無(wú)枯竭危險； ②安全可靠，無(wú)噪聲，排放外，干凈（）； ③不受資源分布地域的限制，可利用建筑屋面的優(yōu)勢；例如，無(wú)電地區，以及地形復雜地區； ④無(wú)需消耗燃料和架設輸電線(xiàn)路即可就地發(fā)電供電； ⑤能源質(zhì)量高； ⑥使用者從感情上容易接受； ⑦建設周期短，獲取能源花費的時(shí)間短。

薄膜光伏電池具有輕薄、質(zhì)輕、柔性好等優(yōu)勢，應用范圍非常廣泛，尤其適合用在光伏建筑一體化之中。如果薄膜電池組件效率與晶硅電池相差無(wú)幾，其性?xún)r(jià)比將是無(wú)可比擬的。在柔性襯底上制備的薄膜電池，具有可卷曲折疊、不怕摔碰、重量輕、弱光性能好等優(yōu)勢，將來(lái)的應用前景將會(huì )更加廣闊。

并網(wǎng)光伏發(fā)電有集中式大型并網(wǎng)光伏電站一般都是電站，主要特點(diǎn)是將所發(fā)電能直接輸送到電網(wǎng)，由電網(wǎng)統一調配向用戶(hù)供電。但這種電站投資大、建設周期長(cháng)、占地面積大，還沒(méi)有太大發(fā)展。而分散式小型并網(wǎng)光伏，特別是光伏建筑一體化光伏發(fā)電，由于投資小、建設快、占地面積小、政策支持力度大等優(yōu)點(diǎn)，是并網(wǎng)光伏發(fā)電的主流。

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，另外還有供電系統監控裝置和環(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。

在有光照（無(wú)論是太陽(yáng)光，還是其它發(fā)光體產(chǎn)生的光照）情況下，電池吸收光能，電池兩端出現異號電荷的積累，即產(chǎn)生“光生電壓”，這就是“光生伏應”。在光生伏應的作用下，太陽(yáng)能電池的兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢，將光能轉換成電能，是能量轉換的器件。太陽(yáng)能電池一般為硅電池，分為單晶硅太陽(yáng)能電池，多晶硅太陽(yáng)能電池和非晶硅太陽(yáng)能電池三種。

應用領(lǐng)域 一、用戶(hù)太陽(yáng)能電源：（1）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；（2）3-5KW家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統；（3）光伏水泵：解決無(wú)電地區的深水井飲用、灌溉。 二、交通領(lǐng)域如航標燈、交通/鐵路信號燈、交通警示/標志燈、宇翔路燈、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。 三、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。 四、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。 五、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。 六、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。 七、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。 八、其他領(lǐng)域包括：（1）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；（2）太陽(yáng)能制氫加燃料電池的再電系統；（3）海水淡化設備供電；（4）衛星、航天器、空間太陽(yáng)能電站等。