光电材料的定义

通过光生伏打效应将太阳能转换为电能的材料。主要用于制作太阳能电池。太阳是一个巨大的能源库?地球上一年中接收到的太阳能高达1.8×1018千瓦时。研究和发展光电转换材料的目的是为了利用太阳能。 光电转换材料的工作原理是将相同的材料或两种不同的半导体材料做成PN结电池结构，当太阳光照射到PN结电池结构材料表面时形成新的空穴-电子对在p-n结电场的作用下空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区?接通电路后就形成电流。这就是光电材料的工作原理。

目前运用最广的是太阳能电池

其发电系统主要由太阳能电池板

太阳能控制器蓄电池及逆变器组成。

太阳能电池板太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳能转化为电能或送往蓄电池中存储起来或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。

太阳能控制器

太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。 蓄电池一般为铅酸电池，一般有12V和24V这两种小微型系统中也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来到需要的时候再释放出来。逆变器在很多场合都需要提供AC220V、AC110V的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是DC12V、DC24V、DC48V。为能向AC220V的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合需要使用多种电压的负载时也要用到DC-DC变换器，如将24VDC的电能转换成5VDC的电能。

太阳能发电有两种方式:一种是光-热-电转换方式，另一种是光-电直接转换方式。

1.光-热-电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电。一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气再驱动汽轮机发电。前一个过程是光-热转换过程，后一个过程是热-电转换过程与普通的火力发电一样。太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比普通火电站贵5~10倍。一座1000MW的太阳能热电站需要投资20~25亿美元，平均1kW的投资为2000~2500美元。因此，目前只能小规模地应用于特殊的场合。而大规模利用在经济上很不合算，还不能与普通的火电站或核电站相竞争。

2.光-电直接转换方式该方式是利用光电效应将太阳辐射能直接转换成电能光-电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件是一个半导体光电二极管当太阳光照到光电二极管上时光电二极管就会把太阳的光能变成电能?产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源?具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长?只要太阳存在?太阳能电池就可以一次投资而长期使用?与火力发电、核能发电相比?太阳能电池不会引起环境污染?太阳能电池可以大中小并举?大到百万千瓦的中型电站小到只供一户用的太阳能电池组?这是其它电源无法比拟的。

太阳能电池的应用领域

1.用户太阳能电源小型电源不等用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电如照明、电视、收录机等家庭屋顶并网发电系统。光伏水泵解决无电地区的深水井饮用、灌溉。

2. 交通领域 如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。

3. 通讯/通信领域 太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统 农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。

4. 石油、海洋、气象领域 石油管道

和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。

5.家庭灯具电源 如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。

6.光伏电站10KW-50MW独立光伏电站、各种大型停车厂充电站等。

7.太阳能建筑将太阳能发电与建筑材料相结合,使得未来的大型建筑实现电力自给是未来一大发展方向。

8.其他领域包括

1.与汽车配套太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等

2.太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统

3.水淡化设备供电

4卫星、航天器、空间太阳能电站等。 可见?以太阳能电池为代表的光电转化材料已经运用到生活的方方面面, 随着科技的发展,我们还将看到更多新的光电转换材料的出现。