太陽能發(fā)電是指不直接將光能通過熱力過程轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電。它包括家用太陽能發(fā)電系統(tǒng) 、光化學(xué)發(fā)電、光敏發(fā)電和光生物發(fā)電。

太陽能發(fā)電家用是利用太陽能級半導(dǎo)體電子器件有效吸收太陽輻射能量并將其轉(zhuǎn)化為電能的直接發(fā)電方式。它是太陽能發(fā)電的主流。光化學(xué)發(fā)電中有電化學(xué)光伏電池、光電解電池和光催化電池。

家用太陽能發(fā)電系統(tǒng)組成主要由太陽能電池、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(guān)鍵部件。太陽能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。太陽能電池主要分為晶體硅電池和薄膜電池。前者包括單晶硅電池和多晶硅電池，后者主要包括非晶態(tài)硅太陽能電池、銅銦鎵硒太陽能電池和碲化鎘太陽能電池。

單晶硅太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率約為15%，最高可達(dá)23%，是太陽能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高的，但制造成本較高。單晶硅太陽能電池的使用壽命一般可達(dá)15年和25年。多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率是14 - 16%,生產(chǎn)成本是低于單晶硅太陽能電池,因此大大發(fā)展,但是多晶硅太陽能電池的使用壽命比單晶硅太陽能電池短。

薄膜太陽能電池是以硅、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由輕質(zhì)、廉價的基材(如玻璃、塑料、陶瓷等)制成，形成一層不到1微米厚的產(chǎn)生電壓的薄膜，便于運(yùn)輸和安裝。然而，沉積在非均勻襯底上的薄膜會產(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批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率只有12%到14%，高于29%的理論極限。如果在生產(chǎn)過程中減少碲化鎘的缺陷，將會延長電池壽命，提高轉(zhuǎn)換效率。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)量的方法。太陽能界面也很重要，需要大量的研究和開發(fā)。

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