光伏太陽能發(fā)電是指無需熱處理即可將光能直接轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電方法。它包括光伏發(fā)電，光化學(xué)發(fā)電，光感應(yīng)發(fā)電和光生物發(fā)電。光伏發(fā)電是一種直接發(fā)電方法，其使用太陽能級半導(dǎo)體電子設(shè)備來有效吸收太陽輻射能并將其轉(zhuǎn)換為電能。它是當(dāng)今太陽能發(fā)電的主流。在光化學(xué)發(fā)電中，存在電化學(xué)光伏電池，光電解電池和光催化電池，并且光伏電池目前正在實(shí)際使用中。

     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(guān)鍵部分，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(zhuǎn)換效率為15%左右，可達(dá)23%，在太陽能電池中光電轉(zhuǎn)換效率高，但其制造成本高。單晶硅太陽能電池的使用壽命一般可達(dá)15年，可達(dá)25年。多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)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。

    薄膜太陽能電池是使用諸如硅，硫化鎘和砷化鎵的薄膜作為襯底材料的太陽能電池。薄膜太陽能電池可以使用輕質(zhì)且價格低廉的基礎(chǔ)材料（例如玻璃，塑料，陶瓷等）制造，形成可產(chǎn)生電壓的薄膜厚度不到1微米，便于運(yùn)輸和安裝。然而，沉淀在異質(zhì)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(zhuǎn)換效率只有12%到14%，而其理論上限可達(dá)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(zhuǎn)化效率。這要求研究缺陷的原因，以及減少缺陷和控制質(zhì)量的方法。太陽能電池接口也很關(guān)鍵，需要大量的研發(fā)投資。