薄膜太陽能電池是用硅、硫化鎘、砷化鎵等薄膜為基體材料的太陽能電池。薄膜太陽能電池可以使用質輕、價低的基底材料（如玻璃、塑料、陶瓷等）來制造，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，沉淀在異質基底上的薄膜會產(chǎn)生一些缺陷，因此現(xiàn)有的碲化鎘和銅銦鎵硒太陽能電池的規(guī)?；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)過程中能夠減少碲化鎘的缺陷，將會增加電池的壽命，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量的途徑。太陽能電池界面也很關鍵，需要大量的研發(fā)投入。

通過水或其他工質和裝置將太陽輻射能轉換為電能的發(fā)電方式,稱為太陽能熱發(fā)電。先將太陽能轉化為熱能，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熱能通過熱機（如汽輪機）帶動發(fā)電機發(fā)電，與常規(guī)熱力發(fā)電類似，只不過是其熱能不是來自燃料，而是來自太陽能。太陽能熱發(fā)電有多種類型，主要有以下五種：塔式系統(tǒng)、槽式系統(tǒng)、盤式系統(tǒng)、太陽池和太陽能塔熱氣流發(fā)電。 種是聚光型太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，后兩種是非聚光型。 一些發(fā)達國家將太陽能熱發(fā)電技術作為國家研發(fā)，制造了數(shù)十臺各種類型的太陽能熱發(fā)電示范電站，已達到并網(wǎng)發(fā)電的實際應用水平。

太陽能發(fā)電是利用電池組件將太陽能直接轉變?yōu)殡娔艿难b置。太陽能電池組件（Solar cells）是利用半導體材料的電子學特性實現(xiàn)P-V轉換的固體裝置，在廣大的無電力網(wǎng)地區(qū)，該裝置可以方便地實現(xiàn)為用戶照明及生活供電，一些發(fā)達國家還可與區(qū)域電網(wǎng)并網(wǎng)實現(xiàn)互補。目 前從民用的角度，在國外技術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，而國內主要研究生產(chǎn)適用于無電地區(qū)家庭照明用的小型太陽能發(fā)電系統(tǒng)。

由于技術和材料原因，單一電池的發(fā)電量是十分有限的，實用中的太陽能電池是單一電池經(jīng)串、并聯(lián)組成的電池系統(tǒng)，稱為電池組件（陣列）。單一電池是一只硅晶體二極管，根據(jù)半導體材料的電子學特性，當太陽光照射到由P型和N型兩種不同導電類型的同質半導體材料構成的P-N結上時，在一定的條件下，太陽能輻射被半導體材料吸收，在導帶和價帶中產(chǎn)生非平衡載流子即電子和空穴。同于P-N結勢壘區(qū)存在著較強的內建靜電場，因而能在光照下形成電流密度J，短路電流Isc，開路電壓Uoc。若在內建電場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，太陽能電池組件就實現(xiàn)了對負載的功率P輸出。

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的防反充二極管又稱阻塞二極管，在太陽電池組件中其作用是避免由于太陽電池方陣在陰雨和夜晚不發(fā)電或出現(xiàn)短路故障時，擂電池組通過太陽電池方陣放電。防反充二極管串聯(lián)在太陽電池方陣電路中，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。一塊板的話可以不用任何二極管，因為控制器本來就可防反沖。板子串聯(lián)的話，需要安裝旁路二極管，如果是并聯(lián)的話就要裝個防反沖二極管，防止板子直接沖電。防反充二極管只是保護作用，不會影響發(fā)電效果。

在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，系統(tǒng)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。但相對于太陽能電池技術來講，要比控制器、逆變器及照明負載等其它單元的技術及生產(chǎn)水平要成熟得多，而且系統(tǒng)的轉換率只有17%左右。因此提高電池組件的轉換率，降低單位功率造價是太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)化的和難點。太陽能電池問世以來，晶體硅作為主角材料保持著統(tǒng)治地位。對硅電池轉換率的研究，主要圍繞著加大吸能面，如雙面電池，減小反射；運用吸雜技術減小半導體材料的復合；電池超薄型化；改進理論，建立新模型；聚光電池等。

太陽能光伏發(fā)電具有許多的優(yōu)點：

1、太陽能是取之不盡、用之不竭的潔凈能源，而且太陽能光伏發(fā)電是安全可靠的，不會受到能源危機和燃料市場不穩(wěn)定因素的影響；

2、太陽光普照大地，太陽能是隨處可得的，太陽能光伏發(fā)電對于偏遠無電地區(qū)尤其適用，而且會降低長距離電網(wǎng)的建設和輸電線路上的電能損失；

3、太陽能的產(chǎn)生不需要燃料，使得運行成本大大降低；

4、除了跟蹤式外，太陽能光伏發(fā)電沒有運動部件，因此不易損毀，安裝相對容易，維護簡單；

5、太陽能光伏發(fā)電不會產(chǎn)生任何廢棄物，并且不會產(chǎn)生噪音、溫室及有毒氣體，是很理想的潔凈能源。安裝1KW光伏發(fā)電系統(tǒng)，每年可少排放CO2600～2300kg，NOx16kg，SOx9kg及其他微粒0.6kg；

6、可以有效利用建筑物的屋頂和墻壁，不需要占用大量土地，而且太陽能發(fā)電板可以直接吸收太陽能，進而降低墻壁和屋頂?shù)臏囟龋瑴p少室內空調的負荷；

7、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的建設周期短，而且發(fā)電組件的使用壽命長、發(fā)電方式比較靈活，發(fā)電系統(tǒng)的能量回收周期短；

8、不受資源分布地域的限制；可在用電處就近發(fā)電。

太陽能發(fā)電雖受晝夜、晴雨、季節(jié)的影響，但可以分散地進行，所以它適于各家各戶分別進行發(fā)電，而且要聯(lián)接到供電網(wǎng)絡上，使得各個家庭在電力富裕時可將其賣給電力公司，不足時又可從電力公司買入。實現(xiàn)這一點的技術不難解決，關鍵在于要有相應的法律保障?，F(xiàn)在美國、日本等發(fā)達國家都已制定了相應法律，進行太陽能發(fā)電的家庭利益，鼓勵家庭進行太陽能發(fā)電。

太陽能電池的應用已從軍事領域、航天領域進入工業(yè)、商業(yè)、農業(yè)、 通信、家用電器以及公用設施等部門，尤其可以分散地在邊遠地區(qū)、高山、沙漠、海島和農村使用，以節(jié)省造價很貴的輸電線路。但是在目前階段，它的成本還很高，發(fā)出1kW電需要投資上萬美元，因此大規(guī)模使用仍然受到經(jīng)濟上的限制。