太陽能的主要利用形式及硅片檢測儀器

目前太陽能的利用形式主要有光熱利用、光伏發電利用和光望遠鏡化學轉換顯微鏡三種形式。光熱利用具有低成本，方便，利用效率較高等優點，但不利於能量的傳輸，一般只能就地使用，而且輸出能量形式不具備通用性。光化學轉換在自然界中以光合作用的形式普遍存在，但目前人類還不能很好地利用。光伏發電利用以電能作為最終表現形式，具有傳輸極其方便的特點，在通用性、可存儲性等方面具有前兩者無法替代的優勢。且由於太陽能電池的原料—硅的儲量十分豐富、太陽電池轉換效率的不斷提高、生產成本的不斷下降，都促使太陽能光伏發電在能源、環境和人類社會未來發展中占據重要地位。
由於太陽光資源具有分散性，而且隨處可得，太陽能電池發電系統特別適合於作為獨立的電源使用，例如邊遠地區的村莊及戶用供電系統、太陽能電池照明系統， 太陽能電池水泵系統以及大部分的通信電源系統等都屬此類。太陽能電池發電系統還可以同其它發電系統組成聯合供電系統，如“風－光互補系統”、“風－光－柴－蓄互補系統”等。由於風力發電系統成本低，又由於風能和太陽能資源具有互補性，互補發電系統可以大大提高供電的穩定性，其價格比起獨立太陽能電放大鏡池發電系統至少可減少1/3。除此之外，太陽能電池發電系統還可以與電網相聯構成並網發電系統。並網系統是將太陽能電池發出的直流電通過並網逆變器直接饋入電網，從而可以大大減少蓄電池的存儲容量。並網發電系統可分為“可調度式並網系統”和“不可調度式並網系統”。“不可調度式並網系統”中不帶儲能系統，饋入電網的電力完全取決於日照的情況；“可調度式並網系統”帶有儲能系統，可根據需要隨時將太陽能電池發電系統並入或退出電網。實踐證明，並網電站可以對電網調峰、提高電網末端的電壓穩定性、改善電網的功率因數和消除電網雜波均能發揮有效作用，很有應用前景。
太陽能電池最早用於空間技術，至今宇宙飛船和人造衛星的電力仍然基本上依靠太陽能電池系統來供給。70年代以後，太陽能電池在地面得到廣泛應用，金相顯微鏡目前已遍及生活照明、鐵路交通、水利氣像、郵電通信、廣播電視、陰極保護、農林牧業、軍事國防、並網調峰等各個領域。功率級別，大到10MW的太陽能電天文望遠鏡池發電站，小到手表、計算器的電源。隨著太陽能電池發電成本的進一步降低，它將進入更大規模的工業應用領域，如海水淡化、光電制氫、電動車充電系統等；對於這些系統，目前世界上已有成功的示範。太陽能電池發電最終的發展目標，是進入公共電力網的規模應用，包括中心並網光伏電站、風－光互補電站、電網末稍的延伸光伏電站、分散式屋頂並網光伏系統等。展望太陽能電池發電的未來，人們甚至設想出大型的宇宙發電計劃，即在太空中建立人造同步衛星光伏電站。1997年8月在加拿大蒙特利爾召開了第四屆國際空間太陽能電站會議，提出了一些構想，但付諸實施，恐非短期所能實現。但美國、日本已制訂了試驗性發射計劃（容量等級為1000KWp金相顯微鏡數量級）。因為大氣層外的陽光輻射比地球上要高出30%以上，而且由於宇宙沒有黑夜，衛星電站可以連續發電。一組11km×4km的太陽能電池板，在空間可產生8000MW的電力，一年的發電量將高達700億千瓦時。空間電站可以將所發出的電通過微波源源不斷地傳送回地球供人們使用。日本一批學者認為：在地球上的沙漠和荒原地區架設太陽能電池陣列，用高溫超導電纜聯成網絡便可解決全球能源供應，不必再使用原子能核電站。美國普林斯頓大學能源和環境研究所的一批學者認為：在下一個十年內以光電為基礎的電解水制氫和儲氫技術將趨於成熟，他們經計算後提出，如在新墨西哥州或亞利桑那州一塊直徑為386km的環形地區設置太陽能電池制氫，便可提供相當於美國1986年的全部礦物燃料消耗的能量。