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。

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)。

拋物槽式聚焦系統是利用拋物柱面槽式發(fā)射鏡將陽(yáng)光聚集到管形的接收器上，并將管內傳熱工質(zhì)加熱，在熱換氣器內產(chǎn)生蒸汽，推動(dòng)常規汽輪機發(fā)電。塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統是利用一組立跟蹤太陽(yáng)的定日鏡，將陽(yáng)光聚集到一個(gè)固定塔頂部的接收器上以產(chǎn)生高溫。

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。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統的防反充二極管又稱(chēng)阻塞二極管，在太陽(yáng)電池組件中其作用是避免由于太陽(yáng)電池方陣在陰雨和夜晚不發(fā)電或出現短路故障時(shí)，擂電池組通過(guò)太陽(yáng)電池方陣放電。防反充二極管串聯(lián)在太陽(yáng)電池方陣電路中，起單向導通作用。因此它回路中有大電流，而且要承受大反向電壓的沖擊。一般可選用合適的整流二極管作為防反充二極管。一塊板的話(huà)可以不用任何二極管，因為控制器本來(lái)就可防反沖。板子串聯(lián)的話(huà)，需要安裝旁路二極管，如果是并聯(lián)的話(huà)就要裝個(gè)防反沖二極管，防止板子直接沖電。防反充二極管只是保護作用，不會(huì )影響發(fā)電效果。

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。、

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。