總所周知，能源是人類社會存在和發(fā)展的重要物質基礎。然而，隨著社會的發(fā)展，煤炭、石油等傳統(tǒng)不可再生的資源日益減少，開發(fā)清潔的能源迫在眉睫。太陽能是取之不盡的能源，而每年到地球表面的太陽能是全世界每年能源消耗的一萬倍，所以太陽能是人類不可忽視的能源形式。其中太陽能電池是人們利用太陽能的一種重要方式。太陽能電池將資源無限、清潔干凈的太陽輻射轉換為電能。近些年來，世界太陽能電池的產(chǎn)量以年增長率30%的速度快速發(fā)展。科學家預言，在21世紀中期太陽能光伏發(fā)電將成為重要的發(fā)電方式。因此對太陽能電池的研究成了一個熱門專業(yè)。

太陽能電池的發(fā)電效率：

單晶硅太陽能的光電轉換效率最高的達到24%，這是所有種類的太陽能電池中光電轉換效率最高的。但是單晶硅太陽能電池的制作成本很大，以致于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。多晶硅太陽能電池從制作成本上來講，比單晶硅太陽能電池要便宜一些，但是多晶硅太陽能電池的光電轉換效率則要降低不少，此外，多晶硅太陽能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽能電池短。因此，從性能價格比來講，單晶硅太陽能電池還略好。

研究者發(fā)現(xiàn)有一些化合物半導體材料適于作太陽能光電轉化薄膜。例如CdS，CdTe;Ⅲ-V化合物半導體：GaAs，AIPInP等;用這些半導體制作的薄膜太陽能電池表現(xiàn)出很好光電轉化效率。具有梯度能帶間隙(導帶與價帶之間的能級差)多元的半導體材料，可以擴大太陽能吸收光譜范圍，進而提高光電轉化效率。使薄膜太陽能電池大量實際的應用呈現(xiàn)廣闊的前景。在這些多元的半導體材料中Cu(In，Ga)Se2是一種性能優(yōu)良太陽光吸收材料。以它為基礎可以設計出光電轉換效率比硅薄膜太陽能電池明顯地高的薄膜太陽能電池，可以達到的光電轉化率為18%。

太陽能電池的發(fā)電成本：

光伏發(fā)電成本隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不斷降低，其中光伏組件成本30年來幾乎降低了2個數(shù)量級。隨著技術進步，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，光伏發(fā)電的成本將繼續(xù)不斷降低。

據(jù)有關資料統(tǒng)計顯示，在1991年國外光伏發(fā)電價格為40-75美分/kwh，1995年為25-50美分/kwh，2000年為12-20美分/kwh，而光伏系統(tǒng)成本則分別為10-20美元/Wp、7-15美元/Wp、3-7美元/Wp。

據(jù)了解，我國太陽能電池組件目前的價格大約為3.95美元/瓦，并網(wǎng)系統(tǒng)價格為6-7美元/瓦，發(fā)電成本為0.25美元/瓦。最近完成的8兆瓦并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的前期研究表明，目前太陽光轉化成電能的轉化率不到15%，光伏發(fā)電上網(wǎng)電價4—5元/千瓦時，是目前火電成本的10倍左右。如此高的價格，無論是由用戶分攤還是由國家補貼，大規(guī)模推廣使用太陽能的阻力很大。暫時還無法同火電、風電等競爭。

然而世界上近期的大規(guī)模市場發(fā)展和快速的技術進步正在使光伏系統(tǒng)設備和發(fā)電成本有效降低，預計到2010年光伏系統(tǒng)將降到3美元/瓦左右，發(fā)電成本將下降到每度0.1美元，也就是人民幣1元錢左右。

預計到2020年太陽能發(fā)電成本將進一步下降，為2010年的一半，到2030年預計為2020年水平的一半。

太陽能電池的應用：

1.用戶太陽能電源：(1)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;(2)3-5KW家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng);(3)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、宇翔路燈、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(nóng)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獨立光伏電站、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：

(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(fā)電系統(tǒng);

(3)海水淡化設備供電;

(4)衛(wèi)星、航天器、空間太陽能電站等。