發電原理
太陽光照在半導體p-n結上，形成新的空穴-電子對，在p-n結電場的作用下，空穴由n區流向p區，電子由p區流向n區，接通電路後就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。
一、太陽能發電方式太陽能發電有兩種方式，一種是光—熱—電轉換方式，另一種是光—電直接轉換方式。
（1）光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射産生的熱能發電，一般是由太陽能集熱器将所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣，再驅動汽輪機發電。前一個過程是光—熱轉換過程；後一個過程是熱—電轉換過程，與普通的火力發電一樣.太陽能熱發電的缺點是效率很低而成本很高，估計它的投資至少要比普通火電站貴5～10倍。
（2）光—電直接轉換方式該方式是利用光電效應，将太陽輻射能直接轉換成電能，光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應而将太陽光能直接轉化為電能的器件，是一個半導體光電二極管，當太陽光照到光電二極管上時，光電二極管就會把太陽的光能變成電能，産生電流。當許多個電池串聯或并聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優點.太陽能電池壽命長，隻要太陽存在，太陽能電池就可以一次投資而長期使用；與火力發電、核能發電相比，太陽能電池不會引起環境污染。
設置原理
光伏發電系統的設計需要考慮的因素：
1、光伏發電系統需要考慮安裝的環境條件以及當地的日光輻射情況；
2、考慮系統需要承受的負載總功率的大小；
3、系統應設計的輸出電壓的大小以及考慮使用直流還是交流；
4、系統每天需要工作的小時數；
5、如遇到沒有日光照射的陰雨天氣，系統需連續工作的天數；
6、系統設計，還需要了解負載的情況，電器是純電阻性、電容性還是電感性，以及瞬間啟動最大電流的流通量。
系統組成
太陽能光伏發電系統由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池（組）和太陽跟蹤控制系統組成。如輸出電源為交流220V或110V，還需要配置逆變器。
太陽能電池闆
太陽能電池闆是太陽能發電系統中的核心部分，也是太陽能發電系統中價值最高的部分。其作用是将太陽的輻射能力轉換為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。太陽能電池闆的質量和成本将直接決定整個系統的質量和成本。
原材料特點：
電池片：采用高效率（16.5%以上）的單晶矽太陽能片封裝，保證太陽能電池闆發電功率充足。
玻璃：采用低鐵鋼化絨面玻璃(又稱為白玻璃)，厚度3.2mm,在太陽電池光譜響應的波長範圍内(320-1100nm)透光率達91%以上，對于大于1200nm的紅外光有較高的反射率。此玻璃同時能耐太陽紫外光線的輻射，透光率不下降。
EVA：采用加有抗紫外劑、抗氧化劑和固化劑的厚度為0.78mm的優質EVA膜層作為太陽電池的密封劑和與玻璃、TPT之間的連接劑。具有較高的透光率和抗老化能力。
TPT：太陽電池的背面複蓋物—氟塑料膜為白色，對陽光起反射作用，因此對組件的效率略有提高，并因其具有較高的紅外發射率，還可降低組件的工作溫度，也有利于提高組件的效率。當然，此氟塑料膜首先具有太陽電池封裝材料所要求的耐老化、耐腐蝕、不透氣等基本要求。
邊框：所采用的鋁合金邊框具有高強度，抗機械沖擊能力強。
太陽能控制器
太陽能控制器的作用是控制整個系統的工作狀态，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。在溫差較大的地方，合格的控制器還應具備溫度補償的功能。其他附加功能如光控開關、時控開關都應當是控制器的可選項。
主要特點：
1、使用了單片機和專用軟件，實現了智能控制；
2、利用蓄電池放電率特性修正的準确放電控制。放電終了電壓是由放電率曲線修正的控制點，消除了單純的電壓控制過放的不準确性，符合蓄電池固有的特性，即不同的放電率具有不同的終了電壓。
3、具有過充、過放、電子短路、過載保護、獨特的防反接保護等全自動控制；以上保護均不損壞任何部件，不燒保險；
4、采用了串聯式PWM充電主電路，使充電回路的電壓損失較使用二極管的充電電路降低近一半，充電效率較非PWM高3%-6%，增加了用電時間；過放恢複的提升充電，正常的直充，浮充自動控制方式使系統由更長的使用壽命；同時具有高精度溫度補償；
5、直觀的LED發光管指示當前蓄電池狀态，讓用戶了解使用狀況；
6、所有控制全部采用工業級芯片（僅對帶I工業級控制器），能在寒冷、高溫、潮濕環境運行自如。同時使用了晶振定時控制，定時控制精确。
7、取消了電位器調整控制設定點，而利用了E方存儲器記錄各工作控制點，使設置數字化，消除了因電位器震動偏位、溫漂等使控制點出現誤差降低準确性、可靠性的因素。
蓄電池
一般分為鉛酸電池和膠體電池，小微型系統中，也可用鎳氫電池、鎳镉電池或锂電池。其作用是在有光照時将太陽能電池闆所發出的電能儲存起來，到需要的時候再釋放出來。
逆變器
在很多場合，都需要提供220VAC、110VAC的交流電源。由于太陽能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、
48VDC、96VDC、192VDC。為能向220VAC的電器提供電能，需要将太陽能發電系統所發出的直流電能轉換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。在某些場合，需要使用多種電壓的負載時，也要用到DC-DC逆變器，如将24VDC的電能轉換成5VDC的電能（注意，不是簡單的降壓）。
系統優劣
優點
1、太陽能取之不盡，用之不竭，地球表面接受的太陽輻射能，能夠滿足全球能源需求的1萬倍。隻要在全球4%沙漠上安裝太陽能光伏系統，所發電力就可以滿足全球的需要。太陽能發電安全可靠，不會遭受能源危機或燃料市場不穩定的沖擊。
2、太陽能随處可取，可就近供電，不必長距離輸送，避免了長距離輸電線路的損失；
3、太陽能不用燃料，運行成本很低；
4、太陽能發電沒有運動部件，不易用損壞，維護簡單，特别适合于無人值守情況下使用；
5、太陽能發電不會産生任何廢棄物，沒有污染、噪聲等公害，對環境無不良影響，是理想的清潔能源；
6、太陽能發電系統建設周期短，方便靈活，而且可以根據負荷的增減，任意添加或減少太陽能方陣容量，避免浪費。
缺點
1、地面應用時有間歇性和随機性，發電量與氣候條件有關，在晚上或陰雨天就不能或很少發電；
2、能量密度較低，标準條件下，地面上接收到的太陽輻射強度為1000W/M^2。大規格使用時，需要占用較大面積；
3、價格比較貴，為常規發電的3~15倍，初始投資高。
4、後期投資較大，儲能的蓄電池平均每2-3年要更換一次。
應用領域
一、用戶太陽能電源
(1)小型電源10-100W不等，用于邊遠無電地區如高原、海島、牧區、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、電視、收音機等；
(2)3~5KW家庭屋頂并網發電系統；
(3)光伏水泵：解決無電地區的深水井飲用、灌溉;
(4)太陽能淨水器：解決無電地區的飲水、淨化水質問題。
二、交通領域
如航标燈、交通/鐵路信号燈、交通警示/标志燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。
三、通訊/通信領域
太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播/通訊/尋呼電源系統；農村載波電話光伏系統、小型通信機、士兵GPS供電等。
四、石油、海洋、氣象領域
石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能電源系統、石油鑽井平台生活及應急電源、海洋檢測設備、氣象/水文觀測設備等。
五、家庭燈具電源
如庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節能燈、投射燈等。
六、光伏電站
10KW-50MW獨立光伏電站、風光（柴）互補電站、各種大型停車廠充電站等。
七、太陽能建築
将太陽能發電與建築材料相結合，使得未來的大型建築實現電力自給，是未來一大發展方向。
八、其他領域包括
(1)與汽車配套：太陽能汽車/電動車、電池充電設備、汽車空調、換氣扇、冷飲箱等；
(2)太陽能制氫加燃料電池的再生發電系統；
(3)海水淡化設備供電；
(4)衛星、航天器、空間太陽能電站等。
中國現狀
發展現狀
中國光伏發電産業于20世紀70年代起步，90年代中期進入穩步發展時期。太陽電池及組件産量逐年穩步增加。經過30多年的努力，已迎來了快速發展的新階段。在“光明工程”先導項目和“送電到鄉”工程等國家項目及世界光伏市場的有力拉動下，我國光伏發電産業迅猛發展。
到2007年年底，全國光伏系統的累計裝機容量達到10萬千瓦（100MW），從事太陽能電池生産的企業達到50餘家，太陽能電池生産能力達到290萬千瓦（2900MW），太陽能電池年産量達到1188MW，超過日本和歐洲，并已初步建立起從原材料生産到光伏系統建設等多個環節組成的完整産業鍊，特别是多晶矽材料生産取得了重大進展，突破了年産千噸大關，沖破了太陽能電池原材料生産的瓶頸制約，為我國光伏發電的規模化發展奠定了基礎。2007年是我國太陽能光伏産業快速發展的一年。受益于太陽能産業的長期利好，整個光伏産業出現了前所未有的投資熱潮。
“十二五”時期我國新增太陽能光伏電站裝機容量約1000萬千瓦，太陽能光熱發電裝機容量100萬千瓦，分布式光伏發電系統約1000萬千瓦，光伏電站投資按平均每千瓦1萬元測算，分布式光伏系統按每千瓦1.5萬元測算，總投資需求約2500億元。
盡管我國是太陽能産品制造大國，不過我國太陽能産品隻用于出口。在2010年時，全球太陽能光伏電池年産量1600萬千瓦，其中我國年産量1000萬千瓦。而到2010年，全球光伏發電總裝機容量超過4000萬千瓦，主要應用市場在德國、西班牙、日本、意大利，其中德國2010年新增裝機容量700萬千瓦。
不過，我國太陽能資源十分豐富，适宜太陽能發電的國土面積和建築物受光面積也很大，其中，青藏高原、黃土高原、冀北高原、内蒙古高原等太陽能資源豐富地區占到陸地國土面積的三分之二，具有大規模開發利用太陽能的資源潛力。
太陽能資源豐富、分布廣泛，是21世紀最具發展潛力的可再生能源。随着全球能源短缺和環境污染等問題日益突出，太陽能光伏發電因其清潔、安全、便利、高效等特點，已成為世界各國普遍關注和重點發展的新興産業。
在此背景下，全球光伏發電産業增長迅猛，産業規模不斷擴大，産品成本持續下降。我國光伏發電産業也得到迅速發展，已成為我國為數不多的、可以同步參與國際競争、并有望達到國際領先水平的行業。崛起了以尚德電力、英利綠色能源、江西賽維LDK、保利協鑫為代表的一批著名企業和以江蘇、河北、四川、江西四大光伏強省為代表的一批産業基地。因此，企業以往以“年度”為單位進行戰略以及策略調整的傳統做法，在行業快速變化的今天顯得有些力不從心甚至被動。所以，企業以“月度”為單位，根據行業最新發展動向适時進行策略乃至戰略調整的經營手段，正日益受到許多大型企業管理者尤其是外資企業管理層的高度重視。
發展趨勢
據前瞻網《中國光伏發電産業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》調查數據顯示，2011年，全球光伏新增裝機容量約為27.5GW，較上年的18.1GW相比，漲幅高達52%，全球累計安裝量超過67GW。全球近28GW的總裝機量中，有将近20GW的系統安裝于歐洲，但增速相對放緩，其中意大利和德國市場占全球裝機增長量的55%，分别為7.6GW和7.5GW。2011年以中日印為代表的亞太地區光伏産業市場需求同比增長129%，其裝機量分别為2.2GW，1.1GW和350MW。此外，在日趨成熟的北美市場，去年新增安裝量約2.1GW，增幅高達84%。
其中中國是全球光伏發電安裝量增長最快的國家，2011年的光伏發電安裝量比2010年增長了約5倍，2011年電池産量達到20GW，約占全球的65%。截至2011年底，中國共有電池企業約115家，總産能為36.5GW左右。其中産能1GW以上的企業共14家，占總産能的53%；在100MW和1GW之間的企業共63家，占總産能的43%；剩餘的38家産能皆在100MW以内，僅占全國總産能的4%。規模、技術、成本的差異化競争格局逐漸明晰。國内前十家組件生産商的出貨量占到電池總産量的60%。
無論從世界還是從中國來看，常規能源都是很有限的，中國的一次能源儲量遠遠低于世界的平均水平，大約隻有世界總儲量的10%。太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源，具有充分的清潔性、絕對的安全性、相對的廣泛性、确實的長壽命和免維護性、資源的充足性及潛在的經濟性等優點，在長期的能源戰略中具有重要地位。
在今後的十幾年中，中國光伏發電的市場将會由獨立發電系統轉向并網發電系統，包括沙漠電站和城市屋頂發電系統。中國太陽能光伏發電發展潛力巨大，配合積極穩定的政策扶持，到2030年光伏裝機容量将達1億千瓦，年發電量可達1300億千瓦時，相當于少建30多個大型煤電廠。國家未來三年将投資200億補貼光伏業，中國太陽能光伏發電又迎來了新一輪的快速增長，并吸引了更多的戰略投資者融入到這個行業中來。
