從太陽能獲得電力，需通過太陽電池進行光電變換來實現(xiàn)。它同以往其他電源發(fā)電原理完全不同。要使太陽能發(fā)電真正達到實用水平，一是要提高太陽能光電變換效率并降低其成本，二是要實現(xiàn)太陽能發(fā)電同的電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。

太陽能光發(fā)電是指無需通過熱過程直接將光能轉變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電方式。 它包括光伏發(fā)電、光化學發(fā)電、光感應發(fā)電和光生物發(fā)電。 光伏發(fā)電是利用太陽能級半導體電子器件有效地吸收太陽光輻射能，并使之轉變成電能的直接發(fā)電方式，是當今太陽光發(fā)電的主流。在光化學發(fā)電中有電化學光伏電池、光電解電池和光催化電池，目前得到實際應用的是光伏電池。 [1]

光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池、蓄電池、控制器和逆變器組成，其中太陽能電池是光伏發(fā)電系統(tǒng)的關鍵部分，太陽能電池板的質量和成本將直接決定整個系統(tǒng)的質量和成本。太陽能電池主要分為晶體硅電池和薄膜電池兩類，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能電池、銅銦鎵硒太陽能電池和碲化鎘太陽能電池。

單晶硅太陽能電池的光電轉換效率為15%左右，高可達23%，在太陽能電池中光電轉換，但其制造成本高。單晶硅太陽能電池的使用壽命一般可達15年，高可達25年。多晶硅太陽能電池的光電轉換效率為14%到16%，其制作成本低于單晶硅太陽能電池，因此得到大量發(fā)展，但多晶硅太陽能電池的使用壽命要比單晶硅太陽能電池要短。

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

應用領域
1、用戶太陽能電源：小型電源10-100W不等，用于邊遠無電地區(qū)如高原、海島、牧區(qū)、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(tǒng)；光伏水泵：解決無電地區(qū)的深水井飲用、灌溉。
2、交通領域：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/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。
3、 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(tǒng)；農村載波電話光伏系統(tǒng)、小型通信機、士兵GPS供電等。
4、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(tǒng)、石油鉆井平臺生活及應急電源、海洋檢測設備、氣象/水文觀測設備等。
5、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(jié)能燈等。
6、光伏電站：10KW-50MW立光伏電站、風光（柴）互補電站、各種大型停車廠充電站等。
7、太陽能建筑：將太陽能發(fā)電與建筑材料相結合，使得未來的大型建筑實現(xiàn)電力自給，是未來一大發(fā)展方向。
8、其他領域包括：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；太陽能制氫加燃料電池的再電系統(tǒng)；海水淡化設備供電；衛(wèi)星、航天器、空間太陽能電站等。、

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，又稱分散式發(fā)電或分布式供能，是指在用戶現(xiàn)場或靠近用電現(xiàn)場配置較小的光伏發(fā)電供電系統(tǒng)，以滿足特定用戶的需求，支持現(xiàn)存配電網(wǎng)的經濟運行，或者同時滿足這兩個方面的要求。
分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)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(jiān)控裝置和環(huán)境監(jiān)測裝置。其運行模式是在有太陽輻射的條件下，光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽能電池組件陣列將太陽能轉換輸出的電能，經過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聯(lián)接電網(wǎng)來調節(jié)。
系統(tǒng)應用范圍：可在農村、牧區(qū)、山區(qū)，發(fā)展中的中、小城市或商業(yè)區(qū)附近建造小型分布式電站，解決當?shù)赜秒娦枨蟆?br/>
系統(tǒng)相互立，可自行控制，避免發(fā)生大規(guī)模停電事故，安全性高；
彌補大電網(wǎng)穩(wěn)定性的不足，在意外發(fā)生時繼續(xù)供電，成為集中供電不可或缺的重要補充；
可對區(qū)域電力的質量和性能進行實時監(jiān)控，非常適合向農村、牧區(qū)、山區(qū)，發(fā)展中的中、小城市或商業(yè)區(qū)的居民供電，大大減小環(huán)保壓力；
輸配電損耗低，甚至沒有，無需建配電站，降低或避免附加的輸配電成本；土建和安裝成本低；
調峰性能好，操作簡單；由于參與運行的系統(tǒng)少，啟停快速，便于實現(xiàn)全自動。

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