进入21世纪以来，随着新材料的应用、电子技术等高科技的高速发展，为太阳能的有效利用提供了条件。人们将太阳能辐射通过收集和转换变为可直接利用的能源，使太阳能的利用得到相当大的发展，其中利用太阳能发电就是对太阳能最好的利用。
说起对太阳能的利用，人们最先想到的就是太阳能热水器，而对太阳能发电知之不多。其实在我们身边，太阳能光伏发电技术，即利用太阳能电池直接将太阳光能转化为电能的技术应用也随处可见。
光伏发电就是利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能，在发电过程中不会产生任何污染或者废弃物。只要有阳光，太阳能电池板上就能产生电流，从物理意义上来说，光伏发电是一种最理想的发电方式。因此太阳能电池又称为"光伏电池"，是近些年来发展最快和最具经济潜力的能源开发领域。
通过各国多年的努力，太阳能技术发展一日千里，其应用范围也在不断拓展。许多发达国家和地区纷纷制定发展计划。目前，德、日、美等欧美发达国家走在了太阳能技术应用的前列，太阳能发电也进入了千家万户和各行业领域。
日本已于1992年4月实现了太阳能发电系统同电力公司电网的联网，已有一些家庭开始安装太阳能发电设备。而全球知名的日本夏普公司，就在其位于三重县的液晶电视工厂厂区内安装了巨大的太阳能电池板。这些电池板分布在工厂的屋顶、窗户，甚至是水池里面，总面积达到4.7万m2，总功率达到5150kW，发电能力可供1300个普通家庭使用。值得一提的是窗户上安装的电池板，不但可以采光、发电，还能拦截了大部分的热量，可以在夏天降低室内温度。
据日本有关部门估计日本2100万户个人住宅中如果有80%装上太阳能发电设备，便可满足其全国总电力需要的14%，如果工厂及办公楼等单位用房也进行太阳能发电，则太阳能发电将占全国电力的30%~40%。
而当前阻碍太阳能发电普及的最主要因素是则费用昂贵。目前在我国，1平方米太阳能电池板的价格在4000元至5000元，若加上安装其它配套装置等所需费用，每平方米太阳能发电系统约需6000元至7000元。一般情况下，一套3kW的太阳能发电系统可以基本满足一户人家的用电需求。安装这套装置需要20多平方米的屋顶面积，其耗资将达18万元，对于普通家庭来说，这是很难承受的。
降低费用的关键在于太阳电池提高变换效率和降低成本。尽管其光电转化效率也非常可观，但受原料价格和提纯工艺的限制，发电成本始终高高在上。因此，提高发电能力、降低发电成本是推广太阳能发电应用的关键。为了降低太阳能发电系统的成本，世界各国纷纷投入巨资以提高太阳能电池的发电能力。方法主要分为两种:一是提高太阳能电池的光电转换效率，单晶硅太阳能电池的平均效率为15%;多品硅太阳能电池效率也达14%。非晶硅太阳能电池的稳定效率，单结电池为6%~9%，多结电池为8%~10%。二是通过自动跟踪技术使太阳能电池始终对准太阳。现有太阳能发电系统中的太阳能电池一般是固定安装，因不能始终正对太阳，故未充分利用太阳能电池的发电能力。自动跟踪是提高太阳能电池发电能力的有效措施，无论太阳能电池自身的光电转换效率有多高，通过跟踪装置都可以使其发电能力在原基础上再度提高，从而获得更多的电能。因此自动跟踪太阳的太阳能发电系统的研究引起了世界各国的广泛重视，已经成为太阳能利用技术的研究热点之一。
在光电转换材料的研究等领域，发达国家走在了前列。目前国内一般产业化的太阳能电池板的光电转换效率为13%至16%，但在一些发达国家的实验室中，这个数字可以达到18%至20%。美国是最早制定太阳能发电的发展规划的国家。1997年又提出"百万屋顶"计划。日本1992年启动了新阳光计划，到2003年日本太阳能组件生产占世界的50%，世界前10大厂商有4家在日本。而德国新可再生能源法规定了太阳能发电上网电价，大大推动了太阳能市场和产业发展，使德国成为继日本之后世界太阳能发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国，也纷纷制定太阳能发展计划，并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。目前世界上已经建成了10多座兆瓦级太阳能发电系统，6个兆瓦级的联网太阳能电站。
据专家介绍，德、日、美、荷等发达国家破除太阳能发电高价"瓶颈"的主要办法是价格补贴，并且由政府推动实施"太阳能百万屋顶计划"，现在日本和欧盟许多国家屋顶上的太阳能发电装置已成为一道独特的风景线。
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