光電材料的光電轉換
光電材料的定義
通過光生伏打效應將太陽能轉換為電能的材料。主要用於制作太陽能電池。太陽是壹個巨大的能源庫?地球上壹年中接收到的太陽能高達1.8×1018千瓦時。研究和發展光電轉換材料的目的是為了利用太陽能。 光電轉換材料的工作原理是將相同的材料或兩種不同的半導體材料做成PN結電池結構，當太陽光照射到PN結電池結構材料表面時形成新的空穴-電子對在p-n結電場的作用下空穴由n區流向p區，電子由p區流向n區?接通電路後就形成電流。這就是光電材料的工作原理。
目前運用最廣的是太陽能電池
其發電系統主要由太陽能電池板
太陽能控制器蓄電池及逆變器組成。
太陽能電池板太陽能電池板是太陽能發電系統中的核心部分，也是太陽能發電系統中價值最高的部分。其作用是將太陽能轉化為電能或送往蓄電池中存儲起來或推動負載工作。太陽能電池板的質量和成本將直接決定整個系統的質量和成本。
太陽能控制器
太陽能控制器的作用是控制整個系統的工作狀態並對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。在溫差較大的地方合格的控制器還應具備溫度補償的功能。其他附加功能如光控開關、時控開關都應當是控制器的可選項。 蓄電池壹般為鉛酸電池，壹般有12V和24V這兩種小微型系統中也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時將太陽能電池板所發出的電能儲存起來到需要的時候再釋放出來。逆變器在很多場合都需要提供AC220V、AC110V的交流電源。由於太陽能的直接輸出壹般都是DC12V、DC24V、DC48V。為能向AC220V的電器提供電能，需要將太陽能發電系統所發出的直流電能轉換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。在某些場合需要使用多種電壓的負載時也要用到DC-DC變換器，如將24VDC的電能轉換成5VDC的電能。 太陽能發電有兩種方式：壹種是光—熱—電轉換方式，另壹種是光—電直接轉換方式。
1.光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發電。壹般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣再驅動汽輪機發電。前壹個過程是光—熱轉換過程，後壹個過程是熱—電轉換過程與普通的火力發電壹樣。太陽能熱發電的缺點是效率很低而成本很高，估計它的投資至少要比普通火電站貴5~10倍。壹座1000MW的太陽能熱電站需要投資20~25億美元，平均1kW的投資為2000~2500美元。因此，目前只能小規模地應用於特殊的場合。而大規模利用在經濟上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競爭。
2.光—電直接轉換方式該方式是利用光電效應將太陽輻射能直接轉換成電能光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是壹種由於光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件是壹個半導體光電二極管當太陽光照到光電二極管上時光電二極管就會把太陽的光能變成電能?產生電流。當許多個電池串聯或並聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池是壹種大有前途的新型電源?具有永久性、清潔性和靈活性三大優點.太陽能電池壽命長?只要太陽存在?太陽能電池就可以壹次投資而長期使用?與火力發電、核能發電相比?太陽能電池不會引起環境汙染?太陽能電池可以大中小並舉?大到百萬千瓦的中型電站小到只供壹戶用的太陽能電池組?這是其它電源無法比擬的。
太陽能電池的應用領域
1.用戶太陽能電源小型電源不等用於邊遠無電地區如高原、海島、牧區、邊防哨所等軍民生活用電如照明、電視、收錄機等家庭屋頂並網發電系統。光伏水泵解決無電地區的深水井飲用、灌溉。
2. 交通領域 如航標燈、交通/鐵路信號燈、交通警示/標誌燈、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 農村載波電話光伏系統、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、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、節能燈等。
6.光伏電站10KW-50MW獨立光伏電站、各種大型停車廠充電站等。
7.太陽能建築將太陽能發電與建築材料相結合,使得未來的大型建築實現電力自給是未來壹大發展方向。
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電系統
3.水淡化設備供電
4衛星、航天器、空間太陽能電站等。 可見?以太陽能電池為代表的光電轉化材料已經運用到生活的方方面面, 隨著科技的發展,我們還將看到更多新的光電轉換材料的出現。