光伏电站，是指一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的
发电体系，与
电网相连并向电网输送电力的
光伏发电系统。光伏电站是目前属于国家鼓励力度最大的绿色电力开发能源项目。
光伏发电产品主要用于三大方面：一是为无电场合提供电源；二是太阳能日用电子产品，如各类太阳能
充电器、太阳能
路灯和太阳能草地各种灯具等；三是
并网发电，这在发达国家已经大面积推广实施。到2009年，中国并网发电还未开始全面推广，不过，2008年北京奥运会部分用电是由太阳能发电和
风力发电提供的。
2013年12月4日，位于青海省共和县光伏发电园区内的世界最大规模水光互补光伏电站——龙羊峡水光互补320兆瓦并网光伏电站正式启动并网运行，利用水光互补性发电，从电源端解决了光伏发电稳定性差的问题。
早在1839年，法国科学家贝克雷尔（Becqurel）就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏特效应”，简称“光伏效应”。1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。
20世纪70年代后，随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球约有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展，这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率5%，每年发电量可达5.6×1012千瓦小时，相当于世界上能耗的40倍。正是由于太阳能的这些独特优势，20世纪80年代后，太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步扩大。
20世纪90年代后，光伏发电快速发展，到2006年，世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统，6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏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年日本光伏组件生产占世界的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光伏发电上网电价，大大推动了光伏市场和产业发展，使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国，也纷纷制定光伏发展计划，并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。
世界光伏组件在1990年——2005年年平均增长率约15%。20世纪90年代后期，发展更加迅速，1999年光伏组件生产达到200兆瓦。商品化电池效率从10%～13%提高到13%～15%，生产规模从1～5兆瓦/年发展到5～25兆瓦/年，并正在向50兆瓦甚至100兆瓦扩大。光伏组件的生产成本降到3美元/瓦以下。
2006年的光伏行业调查表明，到2010年，光伏产业的年发展速度将保持在30%以上。年销售额将从2004年的70亿美金增加到2010年的300亿美金。许多老牌的光伏制造公司也从原来的亏本转为盈利。
据预测，太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将占到30%以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上；到2040年，可再生能源将占总能耗的50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上；到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80%以上，太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。
2015年7月初，浙江省东阳市横店东磁20.7兆瓦屋顶光伏电站项目通过了国家发改委的验收，作为温室气体自愿减排项目予以备案，今后可参与温室气体排放量的交易。
位于陕西科技大学教学楼顶的屋顶光伏电站，是目前国内高校装机容量最大的屋顶光伏电站，自2012年11月起开始建设至2013年2月正式并网发电，迄今已累计发电150多万度，累计减排二氧化碳1500多吨，年均发电量60多万度。
2015年12月2日，联合光伏公布，将收购总装机容量约20兆瓦的两个光伏电站项目，这两个光伏电站分别来自新疆维吾尔自治区五家渠市和河北省唐山市，预期分别于12月底及2016年第一季实现并网并投产。总金额不超过3.56亿人民币，将以内部资源及外部融资拨付。
系统分类
光伏发电系统分为独立光伏系统和并网光伏系统。独立光伏电站包括边远地
光伏电站
区的村庄供电系统，太阳能户用电源系统，通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯等各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。
并网光伏发电系统是与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。带有蓄电池的并网发电系统具有可调度性，可以根据需要并入或退出电网，还具有备用电源的功能，当电网因故停电时可紧急供电。带有
蓄电池的光伏并网发电系统常常安装在居民建筑；不带蓄电池的并网发电系统不具备可调度性和备用电源的功能，一般安装在较大型的系统上。
系统设备
光伏发电系统是由太阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控制器，
逆变器，交流配电柜，太阳跟踪控制系统等设备组成。其部分设备的作用是：
光伏电池
在有光照（无论是太阳光，还是其它发光体产生的光照）情况下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压”，这就是“光生伏特效应”。在光生伏特效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能，是能量转换的器件。太阳能电池一般为硅电池，分为单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种 。
蓄电池组
其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。太阳能电池发电对所用蓄电池组的基本要求是：a.自放电率低；b.使用寿命长；c.深放电能力强；d.充电效率高；e.少维护或免维护；f.工作温度范围宽；g.价格低廉。
控制设备
是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。由于蓄电池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素，因此能控制蓄电池组过充电或过放电的充放电控制器是必不可少的设备。
逆变器
是将直流电转换成交流电的设备。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源，而负载是交流负载时，逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单，造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高，但可以适用于各种负载。
跟踪系统
由于相对于某一个固定地点的
太阳能光伏发电系统，一年春夏秋冬四季、每天日升日落，太阳的光照角度时时刻刻都在变化，如果太阳能电池板能够时刻正对太阳，发电效率才会达到最佳状态。世界上通用的太阳跟踪控制系统都需要根据安放点的经纬度等信息计算一年中的每一天的不同时刻太阳所在的角度，将一年中每个时刻的太阳位置存储到PLC、单片机或电脑软件中，也就是靠计算太阳位置以实现跟踪。采用的是电脑数据理论，需要地球经纬度地区的的数据和设定，一旦安装，就不便移动或装拆，每次移动完就必须重新设定数据和调整各个参数；原理、电路、技术、设备复杂，非专业人士不能够随便操作。河北某太阳能光伏发电企业独家研发出了具有世界领先水平、成本低廉、简单易用、不用计算各地太阳位置数据、无软件、可在移动设备上随时随地准确跟踪太阳的智能太阳跟踪系统。该系统是国内首家完全不用电脑软件的太阳空间定位跟踪仪，具有国际领先水平，能够不受地域和外部条件的限制，可以在-50℃至70℃环境温度范围内正常使用；跟踪精度可以达到±0.001°，最大限度的提高太阳跟踪精度，完美实现适时跟踪，最大限度提高太阳光能利用率。可以广泛的使用于各类设备的需要使用太阳跟踪的地方，该自动太阳跟踪仪价格实惠、性能稳定、结构合理、跟踪准确、方便易用。把加装了智能太阳跟踪仪的太阳能发电系统安装在高速行驶的汽车、火车，以及通讯应急车、特种军用汽车、军舰或轮船上，不论系统向何方行驶、如何调头、拐弯，智能太阳跟踪仪都能保证设备的要求跟踪部位正对太阳！
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
太阳能光伏组件将直射太阳光转化为直流电，光伏组串通过直流汇流箱并联接入直流配电柜，汇流后接入逆变器直流输入端，将直流电转变为交流电，逆变器交流输出端接入交流配电柜，经交流配电柜直接并入用户侧。
光伏电站示意图
国产晶体硅电池效率在10至13%左右（应该是14%至17%左右），国外同类产品效率约12至14%。由一个或多个太阳能电池 片组成的太阳能电池板称为光伏组件。光伏发电产品主要用于三大方面：一是为无电场合提供电源，主要为广大无电地区居民生活生产提供电力，还有微波中 继电源、通讯电源等，另外，还包括一些移动电源和备用电源；二是太阳能日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草坪灯等；三是并网发电，这 在发达国家已经大面积推广实施。我国并网发电还未起步，不过，2008年北京奥运会部分用电将会由太阳能发电和风力发电提供。
理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是
太阳能电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。其中，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。中国国产晶体硅电池效率在10至13%左右，国际上同类产品效率约12至14%。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。
优点
①无枯竭危险；
②安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）；
③不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；
④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；
⑤能源质量高；
⑥使用者从感情上容易接受；
⑦建设周期短，获取能源花费的时间短。
缺点
①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；
②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关；
③给电网带来波动性；
④大量电力电子元件的接入，带来谐波污染，需要去谐波装置。
光伏发电的成本仍然在1.4-2元/千瓦时，如果仍然坚持这个价格是不符合市场发展规划的。光伏发电可以减少污染气体排放。光伏发电将太阳能直接转换为电能的技术称为光伏发电技术。在国际上，光伏发电技术的研究已有100多年的历史。这一能源高端产品已经成熟。我国于1958年开始研究太阳电池，1971年首次成功地应用于我国发射的东方红二号卫星上。1973年开始将太阳电池用于地面。2002年，国家有关部门启动“送电到乡工程”，在西部七省区的近800个无电乡所在地安装光伏电站，该项目拉动了我国光伏工业快速发展。截止到2004年底，我国太阳电池的累计装机已经达到6.5万千瓦。光伏发电的优点是较少受地域限制，因为阳光普照大地;光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设周期短的优点。
光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件,所以,光伏发电设备极为精炼,可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和铜铟镓硒薄膜电池等。
发展优势
中国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年17000亿吨标准煤，太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。中国地处北半球，南北距离和东西距离都在5000公里以上。在中国广阔的土地上，有着丰富的太阳能资源。大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上，西藏日辐射量最高达每平米7千瓦时。年日照时数大于2000小时。与同纬度的其他国家相比，与美国相近，比欧洲、日本优越得多，因而有巨大的开发潜能。
发展历程
中国太阳电池的研究始于1958年，1959年研制成功第1个有实用价值的
光伏电站
太阳电池。中国光伏发电产业于20世纪70年代起步，1971年3月首次成功地应用于我国第2颗卫星上，1973年太阳电池开始在地面应用 ，1979年开始生产单晶硅太阳电池。20世纪90年代中期后光伏发电进入稳步发展时期，太阳电池及组件产量逐年稳步增加。经过30多年的努力，21世纪初迎来了快速发展的新阶段。
中国的光伏产业的发展有2次跳跃，第一次是在 20世纪80年代末，中国的改革开放
光伏电站
正处于蓬勃发展时期，国内先后引进了多条太阳电池生产线，使中国的太阳电池生产能力由原来的3个小厂的几百千瓦一下子上升到6个厂的4.5兆瓦，引进的太阳电池生产设备和生产线的投资主要来自中央政府、地方政府、国家工业部委和国家大型企业。第二次光伏产业的大发展在 2000年以后，主要是受到国际大环境的影响、国际项目/政府项目的启动和市场的拉动。2002年由国家发改委负责实施的“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程以及2006年实施的送电到村工程均采用了太阳能光伏发电技术。在这些措施的有力拉动下，中国光伏发电产业迅猛发展的势头日渐明朗。
到2007年年底，中国光伏系统的累计装机容量达到10万千瓦（100MW），从事太阳能电池生产的企业达到50余家，太阳能电池生产能力达到290万千瓦（2900MW），太阳能电池年产量达到1188MW，超过日本和欧洲，并已初步建立起从原材料生产到光伏系统建设等多个环节组成的完整产业链，特别是多晶硅材料生产取得了重大进展，突破了年产千吨大关，冲破了太阳能电池原材料生产的瓶颈制约，为中国光伏发电的规模化发展奠定了基础。2007年是中国太阳能光伏产业快速发展的一年。受益于太阳能产业的长期利好，整个光伏产业出现了前所未有的投资热潮，但也存在诸如投资盲目、恶性竞争、创新不足等问题。
2009年6月，由中广核能源开发有限责任公司、江苏百世德太阳能高科技有限公司和比利时Enfinity公司组建的联合体以1.0928元/度的价格，竞标成功我国首个光伏发电示范项目——甘肃敦煌10兆瓦并网光伏发电场项目，1.09元/千瓦时电价的落定，标志着该上网电价不仅将成为国内后续并网光伏电站的重要基准参考价，同时亦是国内光伏发电补贴政策出台、国家大规模推广并网光伏发电的重要依据。
2013年9月27日中国建材集团与乌克兰绿色科技能源公司日前签署了1吉瓦（相当于1000兆瓦）的光伏电站框架协议。
2013年12月4日，龙羊峡水光互补320兆瓦并网光伏电站开始启动试运行，这是目前全球最大的单体并网光伏电站，于2013年3月25日在共和光伏发电园区开工建设。
龙羊峡水光互补光伏电站(3张)
据悉，此项目占地约9.16平方公里，生产运行期为25年。工程建成投运后，年平均上网电量约为4.83亿千瓦时，对于承担西北电网第一调频调峰的龙羊峡水电站来说，水光互补项目将打破多年已形成的整个梯级联合调度格局。
2015年7月9日水电三局顺利中标云南昭通宁边20兆瓦光伏电站施工项目，项目合同额为1862.87万元。当日，该项目道路修建工程顺利开工。
此次云南省昭通市昭阳区宁边20兆瓦光伏电站工程建筑安装工程共分为3个标段，分别为：光伏场区土建及设备安装工程(Ⅰ包)、开关站土建及电气安装工程(Ⅱ包)、送出工程(Ⅲ包)等均由水电三局进行施工。
云南香格里拉300MW光伏电站计划2016年开工，该项目主要建设内容为:项目总占地面积为7800亩，拟装机容量为300MW，建成后年产值约为3.6亿，项目总投资为270000万元。
甘肃省3522巉晖线(110千伏巉口变至明晖光伏电站)及明晖定西光伏电站全站设备近日启动成功，开始24小时试运行，该电站是甘肃省定西电网内首座投运的光伏电站。
2016年2月上旬，湖北省首座漂浮式光伏电站——枣阳熊河水库漂浮光伏电站成功并网发电，标志着湖北省水面光伏发电试验取得圆满成功。
2016年2月，陕西省40兆瓦生态农业光伏电站成功并网并正式供电，源源不断的清洁电力通过110千伏升压站输送到国家电网。
2016年我国累计光伏装机量达到4318万千瓦，首次超过德国，跃居世界第一。这是我国在新能源领域继风电装机跃居全球第一之后的又一次飞跃。
最新政策
二〇〇九年七月十六日国家三部委财政部、科技部、国家能源局联合印发了《关于实施金太阳示范工程的通知》，随后又公布了具体的《金太阳示范工程财政补助资金管理暂行办法》决定综合采取财政补助、科技支持和市场拉动方式，加快国内光伏发电的产业化和规模化发展，并计划在2－3年内，采取财政补助方式支持不低于500兆瓦的光伏发电示范项目；各种利好都给中国光伏发电产业注入了强劲的生命活力！希望在不远的将来，我国的光伏发电整体竞争力能够达到国际领先水平，光伏发电电力供应量在国内总电力供应中的占比能够达到更高水平，从而更加有力的推动我国经济结构转型和能源结构优化！
2013年7月15日出台的《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》提出了有序推进光伏电站建设，特别明确“对光伏电站，由电网企业按照国家规定或招标确定的光伏发电上网电价与发电企业按月全额结算”。从责任主体、结算方式的确认一举化解了光伏电站开发过程中的最大障碍。随后，财政部发布《关于分布式光伏发电实行按照电量补贴政策等有关问题的通知》，其明确，国家对分布式光伏发电项目按电量给予补贴，补贴资金通过电网企业转付给分布式光伏发电项目单位。
国家能源局于2013年11月26日发布有效期为3年的《光伏发电运营监管暂行办法》，规定电网企业应当全额收购其电网覆盖范围内并网光伏电站项目和
分布式光伏发电项目的上网电量，明确了能源主管部门及其派出机构对于光伏发电并网运营的各项监管责任，光伏发电项目运营主体和电网企业应当承担的责任，从而推进光伏发电并网有序进行。正文如下：
第一章 总则
第二条 本办法适用于并网光伏电站项目和分布式光伏发电项目。
第三条 国务院能源主管部门及其派出机构依照本办法对光伏发电项目的并网、运行、交易、信息披露等进行监管。
任何单位和个人发现违反本办法和国家有关规定的行为,可以向国务院能源主管部门及其派出机构投诉和举报，国务院能源主管部门及其派出机构应依法处理。
第四条 光伏发电项目运营主体和电网企业应当遵守电力业务许可制度，依法开展光伏发电相关业务，并接受国务院能源主管部门及其派出机构的监管。
第二章 监管内容
第五条 国务院能源主管部门及其派出机构对光伏发电项目运营主体和电网企业电力许可制度执行情况实施监管。
除按规定实施电力业务许可豁免的光伏发电项目外，其他并网光伏发电项目运营主体应当申领电力业务许可证。持证经营主体应当保持许可条件，许可事项或登记事项发生变化的，应当按规定办理变更手续。
第六条 国务院能源主管部门及其派出机构按照有关规定对光伏发电电能质量情况实施监管。
光伏发电并网点的电能质量应符合国家标准，确保电网可靠运行。
第七条 国务院能源主管部门及其派出机构对光伏发电配套电网建设情况实施监管。
接入公共电网的光伏发电项目，接入系统工程以及接入引起的公共电网改造部分由电网企业投资建设。接入用户侧的光伏发电项目，接入系统工程由项目运营主体投资建设，接入引起的公共电网改造部分由电网企业投资建设。
第八条 国务院能源主管部门及其派出机构对光伏发电并网服务情况实施监管。
电网企业应当按照积极服务、简洁高效的原则，建立和完善光伏电站项目接网服务流程，并提供并网办理流程说明、相关政策解释、并网工作进度查询以及配合并网调试和验收等服务。
电网企业应当为分布式光伏发电接入提供便利条件，在并网申请受理、接入系统方案制订、合同和协议签署、并网验收和并网调试全过程服务中，按照“一口对外”的原则，简化办理程序。
电网企业对分布式光伏发电项目免收系统备用容量费和相关服务费用。
第九条 国务院能源主管部门及其派出机构对光伏发电并网环节的时限情况实施监管。
光伏电站项目并网环节时限按照国家能源局有关规定执行。
分布式光伏发电项目，电网企业自受理并网申请之日起25个工作日内向项目业主提供接入系统方案；自项目业主确认接入系统方案起5个工作日内，提供接入电网意见函，项目业主据此开展项目备案和工程设计等后续工作；自受理并网验收及并网调试申请起10个工作日内完成关口电能计量装置安装服务，并与项目业主按照要求签署购售电合同和并网协议；自关口电能计量装置安装完成后10个工作日内组织并网验收及并网调试，向项目业主提供验收意见，调试通过后直接转入并网运行，验收标准按国家有关规定执行。若验收不合格，电网企业应向项目业主提出解决方案。
第十条 国务院能源主管部门及其派出机构对光伏发电项目购售电合同和并网协议签订、执行和备案情况实施监管。
电网企业应与光伏电站项目运营主体签订购售电合同和并网调度协议，合同和协议签订应当符合国家有关规定，并在合同和协议签订10个工作日内向国务院能源主管部门派出机构备案。光伏电站购售电合同和并网调度协议范本，国务院能源主管部门将会同国家工商行政管理部门另行制定。
电网企业应按照有关规定及时与分布式光伏发电项目运营主体签订并网协议和购售电合同。
第十一条 国务院能源主管部门及其派出机构对电力调度机构优先调度光伏发电的情况实施监管。
太阳能电池
太阳能电池又称为“
太阳能芯片”或
“光电池”，是一种利用
太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被满足一定照度条件的光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生
电流。在物理学上称为
太阳能光伏（Photovoltaic，缩写为
PV），简称
光伏。
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的晶硅太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的薄膜电池实施太阳能电池则还处于萌芽阶段。
数据显示2012年，我国太阳能电池继续保持产量和性价比优势，国际竞争力愈益增强。
随着太阳能电池行业的不断发展，内业竞争也在不断加剧，大型太阳能电池企业间并购整合与资本运作日趋频繁，国内优秀的太阳能电池生产企业愈来愈重视对行业市场的研究，特别是对产业发展环境和产品购买者的深入研究。正因为如此，一大批国内优秀的太阳能电池品牌迅速崛起，逐渐成为太阳能电池行业中的翘楚。
术语“光生伏特（Photovoltaics）”来源于希腊语，意思是
光、
伏特和
电气的，来源于意大利物理学家亚历山德罗·伏特的名字，在亚历山德罗·伏特以后“伏特”便作为电压的单位使用
以太阳能发展的历史来说，光照射到材料上所引起的“光起电力”行为，早在19世纪的时候就已经发现了。
1839年，光生伏特效应第一次由法国
物理学家A.E.Becquerel发现。1849年术语“光－伏”才出现在英语中。
1883年第一块
太阳电池由Charles Fritts制备成功。Charles用硒半导体上覆上一层极薄的金层形成半导体金属结，器件只有1%的效率。
1946年Russell Ohl申请了现代太阳电池的制造专利。
到了20世纪50年代，随着半导体物性的逐渐了解，以及加工技术的进步，1954年当美国的贝尔实验室在用半导体做实验发现在硅中掺入一定量的杂质后对光更加敏感这一现象后，第一个太阳能电池在1954年诞生在
贝尔实验室。太阳电池技术的时代终于到来。
自20世纪58年代起，美国发射的人造卫星就已经利用太阳能电池作为能量的来源。
20世纪70年代能源危机时，让世界各国察觉到
能源开发的重要性。
1973年发生了石油危机，人们开始把太阳能电池的应用转移到一般的民生用途上。
在这些国家中，美国于1983年在
加州建立世界上最大的太阳能电厂，它的
发电量可以高达16百万瓦特。
南非、
博茨瓦纳、
纳米比亚和非洲南部的其他国家也设立专案，鼓励偏远的乡村地区安装低成本的太阳能电池发电系统。
而推行
太阳能发电最积极的国家首推日本。1994年日本实施补助奖励办法，推广每户3,000瓦特的“市电并联型太阳光电能系统”。在第一年，政府补助49%的经费，以后的补助再逐年递减。“市电并联型太阳光
电能系统”是在
日照充足的时候，由太阳能电池提供电能给自家的
负载用，若有多余的电力则另行储存。当发电量不足或者不发电的时候，所需要的电力再由电力公司提供。到了1996年，日本有2,600户装置太阳能发电系统，装设总容量已经有8百万瓦特。一年后，已经有9,400户装置，装设的总容量也达到了32百万瓦特。随着环保意识的高涨和政府补助金的制度，预估日本住家用太阳能电池的需求量，也会急速增加。
在中国，太阳能发电产业亦得到政府的大力鼓励和资助。2009年3月，财政部宣布拟对太阳能光电建筑等大型
太阳能工程进行补贴。
原理
太阳光照在半导体
p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结内建
电场的作用下，光生空穴流向p区，光生电子流向n区，接通电路后就产生电流。这就是
光电效应太阳能电池的工作原理。
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。
光—热—电转换
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，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。
光—电直接转换
太阳能电池发电是根据特定材料的光电性质制成的。黑体(如太阳)辐射出不同波长(对应于不同频率)的电磁波， 如
红外线、
紫外线、可见光等等。当这些射线照射在不同导体或半导体上，光子与导体或半导体中的自由电子作用产生电流。射线的波长越短，频率越高，所具有的能量就越高，例如紫外线所具有的能量要远远高于红外线。但是并非所有波长的射线的能量都能转化为电能，值得注意的是光电效应于射线的强度大小无关，只有频率达到或超越可产生光电效应的阈值时，电流才能产生。能够使半导体产生光电效应的光的最大波长同该半导体的禁带宽度相关，譬如晶体硅的禁带宽度在室温下约为1.155eV，因此必须波长小于1100nm的光线才可以使晶体硅产生光电效应。 太阳电池发电是一种可再生的环保发电方式，发电过程中不会产生二氧化碳等
温室气体，不会对环境造成污染。按照制作材料分为硅基半导体电池、CdTe薄膜电池、CIGS薄膜电池、染料敏化薄膜电池、有机材料电池等。其中硅电池又分为单晶电池、多晶电池和无定形硅薄膜电池等。对于太阳电池来说最重要的参数是
转换效率，在实验室所研发的硅基太阳能电池中，
单晶硅电池效率为25.0%，
多晶硅电池效率为20.4%，CIGS薄膜电池效率达19.6%，CdTe薄膜电池效率达16.7%，非晶硅（无定形硅）薄膜电池的效率为10.1%
太阳电池是一种可以将能量转换的光电元件，其基本构造是运用P型与N型半导体接合而成的。半导体最基本的材料是“硅”，它是不导电的，但如果在半导体中掺入不同的杂质，就可以做成P型与N型半导体，再利用P型半导体有个空穴(P型半导体少了一个带负电荷的电子，可视为多了一个
正电荷)，与N型半导体多了一个自由电子的电位差来产生电流，所以当太阳光照射时，光能将硅原子中的电子激发出来，而产生电子和空穴的对流，这些电子和空穴均会受到内建电位的影响，分别被N型及P型半导体吸引，而聚集在两端。此时外部如果用电极连接起来，形成一个回路，这就是太阳电池发电的原理。
简单的说，太阳光电的发电原理，是利用太阳电池吸收0.4μm～1.1μm波长(针对硅晶)的太阳光，将光能直接转变成电能输出的一种发电方式。
由于太阳电池产生的电是
直流电，因此若需提供电力给家电用品或各式电器则需加装直/交流转换器，换成交流电，才能供电至家庭用电或工业用电。
太阳能电池的充电发展太阳能电池应用在消费性商品上，大多有充电的问题，过去一般的充电对象采用
镍氢或镍镉干电池，但是镍氢干电池无法抗高温，镍镉干电池有环保污染的问题。超级电容发展快速，容量超大，面积反缩小，加上价格低廉，因此有部份太阳能产品开始改采超级电容为充电对象，因而改善了太阳能充电的许多问题：
-
充电较快速，
-
寿命长5倍以上，
-
充电温度范围较广，
-
减少太阳能电池用量(可低压充电) 。
电池组件
太阳能电池组件构成及各部分功能——
1）
钢化玻璃其作用为保护发电主体（如电池片），透光其选用是有要求的： 1.透光率必须高（一般91%以上）；2.超白钢化处理。
2）
EVA 用来粘结固定钢化玻璃和发电主体（如电池片），透明EVA材质的优劣直接影响到组件的寿命，暴露在空气中的EVA易老化发黄，从而影响组件的透光率，从而影响组件的发电质量除了EVA本身的质量外，组件厂家的层压工艺影响也是非常大的，如EVA胶连度不达标，EVA与钢化玻璃、背板粘接强度不够，都会引起EVA提早老化，影响组件寿命。主要粘结封装发电主体和背板。
3）
电池片主要作用就是发电，发电主体市场上主流的是晶体硅太阳电池片、薄膜太阳能电池片，两者各有优劣。晶体硅太阳能电池片,设备成本相对较低，光电转换效率也高，在室外阳光下发电比较适宜，但消耗及电池片成本很高；薄膜太阳能电池，消耗和电池成本很低，弱光效应非常好，在普通灯光下也能发电，但相对设备成本较高，光电转化效率相对晶体硅电池片一半多点，如计算器上的太阳能电池。
4）
背板作用，密封、绝缘、防水（一般都用TPT、
TPE等材质必须耐老化，大部分组件厂家都是质保25年，钢化玻璃，铝合金一般都没问题，关键就在与背板和硅胶是否能达到要求。）
6）
接线盒保护整个发电系统，起到电流中转站的作用，如果组件短路接线盒自动断开短路电池串，防止烧坏整个系统接，线盒中最关键的是
二极管的选用，根据组件内电池片的类型不同，对应的二极管也不相同。
7）硅胶密封作用，用来密封组件与铝合金边框、组件与接线盒交界处。有些公司使用双面胶条、泡棉来替代硅胶，国内普遍使用硅胶，工艺简单，方便，易操作，而且成本很低。
基本特性
太阳能电池的基本特性有太阳能电池的极性、太阳电池的性能参数、太阳能电环保电池的伏安特性三个基本特性。具体解释如下
1、太阳能电池的极性
硅太阳能电池的一般制成P+/N型结构或N+/P型结构，P+和N+，表示太阳能电池正面光照层半导体材料的导电类型;N和P，表示太阳能电池背面衬底半导体材料的导电类型。太阳能电池的电性能与制造电池所用半导体材料的特性有关。
2、太阳电池的性能参数
太阳电池的性能参数由开路电压、短路电流、最大输出功率、填充因子、转换效率等组成。这些参数是衡量太阳能电池性能好坏的标志。
3 太阳能电池的伏安特性
P-N结太阳能电池包含一个形成于表面的浅P-N结、一个条状及指状的正面欧姆接触、一个涵盖整个背部表面的背面欧姆接触以及一层在正面的抗反射层。当电池暴露于太阳光谱时，能量小于禁带宽度Eg的光子对电池输出并无贡献。能量大于禁带宽度Eg的光子才会对电池输出贡献能量Eg，小于Eg的能量则会以热的形式消耗掉。因此，在太阳能电池的设计和制造过程中，必须考虑这部分热量对电池稳定性、寿命等的影响。
性能参数
1、开路电压
开路电压UOC：即将太阳能电池置于AM1.5光谱条件、100 mW/cm2的光源强度照射下，在两端开路时，太阳能电池的输出电压值。
2、短路电流
短路电流ISC：就是将太阳能电池置于AM1.5光谱条件、100 mW/cm2的光源强度照射下，在输出端短路时，流过太阳能电池两端的电流值。
3、最大输出功率
太阳能电池的工作电压和电流是随负载电阻而变化的，将不同阻值所对应的工作电压和电流值做成曲线就得到太阳能电池的伏安特性曲线。如果选择的负载电阻值能使输出电压和电流的乘积最大，即可获得最大输出功率，用符号Pm表示。此时的工作电压和工作电流称为最佳工作电压和最佳工作电流，分别用符号Um和Im表示。
太阳能电池的另一个重要参数是填充因子FF（fill factor），它是最大输出功率与开路电压和短路电流乘积之比。
FF： 是衡量太阳能电池输出特性的重要指标， 是代表太阳能电池在带最佳负载时， 能输出的最大功率的特性，其值越大表示太阳能电池的输出功率越大。FF 的值始终小于1。串、并联电阻对填充因子有较大影响。串联电阻越大，短路电流下降越多，填充因子也随之减少的越多；并联电阻越小，其分电流就越大，导致开路电压就下降的越多，填充因子随之也下降的越多。
5、转换效率
太阳能电池的转换效率指在外部回路上连接最佳负载电阻时的最大能量转换效率，等于太阳能电池的输出功率与入射到太阳能电池表面的能量之比。太阳能电池的光电转换效率是衡量电池质量和技术水平的重要参数，它与电池的结构、结特性、材料性质、工作温度、放射性粒子辐射损伤和环境变化等有关。
功率计算
太阳能交流发电系统是由太阳电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池共同组成；太阳能直流发电系统则不包括逆变器。为了使太阳能发电系统能为负载提供足够的电源，就要根据用电器的功率，合理选择各部件。下面以100W输出功率，每天使用6个小时为例，介绍一下计算方法：
1.首先应计算出每天消耗的瓦时数(包括逆变器的损耗)：
若逆变器的转换效率为90%，则当输出功率为100W时，则实际需要输出功率应为100W/90%≈111W；若按每天使用5小时，则耗电量为111W×5h=555Wh。
-
计算太阳能电池板：
按每日有效日照时间为6小时计算，再考虑到充电效率和充电过程中的损耗，太阳能电池板的输出功率应为555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充电过程中，太阳能电池板的实际使用功率。
产业现状
太阳能电池主要是以半导体材料为基础，其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应，根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：1、硅太阳能电池；2、以无机盐如砷化镓III-V化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池；3、功能高分子材料制备的太阳能电池；4、纳米晶太阳能电池等。
应用现状
据Dataquest的统计资料显示，全世界共有136 个国家投入普及应用太阳能电池的热潮中，其中有95 个国家正在大规模地进行太阳能电池的研制开发，积极生产各种相关的节能新产品。1998年，全世界生产的太阳能电池，其总的发电量达100
光伏发电
0兆瓦，1999年达 2850兆瓦。根据欧洲光伏工业协会EPIA2008年的预测，如果按照2007年全球装机容量为2.4GW来计算，2010年全球的年装机容量将达到6.9GW,2020年和2030年将分别达到56GW和281GW，2010年全球累计装机容量为25.4GW，预计2020年达到278GW，2030年达到1864GW。全球太阳能电池产量以
年均复合增长率47%的速度迅猛增长，2008年产量达到6.9GW。
许多国家正在制订中长期太阳能开发计划，准备在21世纪大规模开发太阳能，
美国能源部推出的是国家光伏计划，日本推出的是阳光计划。NREL光伏计划是美国国家光伏计划的一项重要的内容，该计划在
单晶硅和高级器件、薄膜光伏技术、PVMaT、
光伏组件以及系统性能
太阳能电池汽车
和工程、 光伏应用和市场开发等5个领域开展研究工作。
美国还推出了"
太阳能路灯计划",旨在让美国一部分城市的路灯都改为由太阳能供电，根据计划，每盏路灯每年可节电800 度。日本也正在实施太阳能"7万套工程计划"， 日本准备普及的太阳能住宅发电系统，主要是装设在住宅屋顶上的太阳能电池发电设备，家庭用剩余的电量还可以卖给电力公司。一个标准家庭可安装一部发电3000瓦的系统。欧洲则将研究开发太阳能电池列入著名的"尤里卡"高科技计划，推出了10万套工程计划"。这些以普及应用光电池为主要内容的"太阳能工程"计划是推动太阳能光电池产业大发展的重要动力之一。
日本、韩国以及欧洲地区总共8个国家决定携手合作，在亚洲内陆及非洲沙漠地区建设世界上规模最大的
太阳能发电站，他们的目标是将占全球陆地面积约1/4的沙漠地区的长时间日照资源有效地利用起来，为30万用户提供100万千瓦的电能。计划将从2001年开始，花4年时间完成。
美国和日本在世界光伏市场上占有最大的市场份额。美国拥有世界上最大的光伏发电厂，其功率为7MW，日本也建成了发电功率达1MW的光伏发电厂。全世界总共有23万座光伏发电设备，以色列、澳大利亚、新西兰居于领先地位。
20世纪90年代以来，全球太阳能电池行业以每年15%的增幅持续不断地发展。据Dataquest发布的最新统计和预测报告显示，美国、日本和西欧工业发达国家在研究开发太阳能方面的总投资，1998年达570亿美元；1999年646亿美元；2000年700亿美元；2001年将达820亿美元；2002年有望突破1000亿美元。
中国现状
中国对太阳能电池的研究开发工作高度重视，早在七五期间，
非晶硅半导体的研究工作已经列入国家重大课题；八五和九五期间，中国把研究开发的重点放在大面积太阳能电池等方面。2003年10月，国家发改委、科技部制定出未来5年
太阳能资源开发计划，发改委"光明工程"将筹资100亿元用于推进太阳能发电技术的应用，计划到2015年全国
太阳能发电系统总装机容量达到300兆瓦。中国已成为全球光伏产品最大制造国，中国即将出台的《新能源振兴规划》，中国光伏发电的装机容量规划为2020年达到20GW，是原来《可再生能源中长期规划》中1.8GW的10多倍。
2002年，国家有关部委启动了"西部省区无电乡通电计划"，通过太阳能和小型风力发电解决西部七省区无电乡的
多晶硅太阳能电池
用电问题。这一项目的启动大大刺激了太阳能发电产业，国内建起了几条太阳能电池的封装线，使太阳能电池的年生产量迅速增加。据专家预测，中国光伏市场需求量为每年5MW,2001～2010年，年需求量将达10MW，从2011年开始，中国光伏市场年需求量将大于20MW。
2009年，国务院根据工信提供的报告指出
多晶硅产能过剩，实际业界人并不认可，科技部已经表态，多晶硅产能并不过剩。
发展前景
太阳能电池的应用已从军事领域、航天领域进入工业、商业、农业、 通信、家用电器以及公用设施等部门，尤其可以分散地在边远地区、高山、沙漠、海岛和农村使用，以节省造价很贵的
输电线路。但是在现阶段，它的成本还很高，发出1kW电需要投资上万美元，因此大规模使用仍然受到经济上的限制。
市场上销售的光伏电池主要是单晶硅为原料生产的。由于单晶硅电池生产能耗大，一些专家认为现有单晶硅电池生产能耗大于其生命周期内捕获的太阳能，是没有价值的。最乐观的估计是需要10年左右时间，使用单晶硅电池所获得的太阳能才能大于其生产所消耗的能量。而单晶硅是石英砂经还原，融化后拉单晶得到的。生产过程能耗大，产生的有毒有害物质多，环境污染严重。国外纷纷将其转移到中国生产。我国各地大上单晶硅及单晶硅电池生产线。
然而，我们不掌握光伏电池生产技术。单晶硅光伏电池生产技术虽然很成熟，然而还在不断发展，其他各种光伏电池技术也在不断涌现。光伏电池的成本和光电转换效率离真正市场化还有很大差距，光伏电池市场主要靠各国政府财政补贴。欧洲市场光伏发电补贴高达每度电1元以上。今后，要使光伏电池大规模应用，必须不断改进光伏电池效率和生产成本，在这个过程中，生产技术和产品会不断更新换代。其更新换代周期短，仅3－5年。光伏电池生产企业投资大，回收周期长，由于技术更新快，国内企业，如果不掌握技术，及时更新技术，就会很快被淘汰，很可能不能收回投资。
但是，从长远来看，随着太阳能电池制造技术的改进以及新的光—电转换装置的发明，各国对环境的保护和对再生清洁能源的巨大需求，太阳能电池仍将是利用太阳辐射能比较切实可行的方法，可为人类未来大规模地利用太阳能开辟广阔的前景。
分类
太阳能电池按结晶状态可分为结晶系薄膜式和非结晶系薄膜式（以下表示为a-）两大类，而前者又分为单结晶形和多结晶形。
按材料可分为硅薄膜形、
化合物半导体薄膜形和有机膜形，而化合物半导体薄膜形又分为非结晶形（a-Si:H,a-Si:H:F,a-SixGel-x:H等）、ⅢV族（GaAs,InP等）、ⅡⅥ族（Cds系）和磷化锌 (Zn 3 p 2 ）等。
硅太阳能
单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为24.7%，规模生产时的效率为15%（截止2011，为18%）。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于单晶硅成本价格高，大幅度降低其成本很困难，为了节省
硅材料，发展了多晶硅薄膜和
非晶硅薄膜作为单晶硅太阳能电池的替代产品。
空气能
空气能，是指空气中所蕴含的低品位热能量，和水能、风能、太阳能、潮汐能等同属于清洁能源的一种，将空气能收集利用起来的装置叫热泵，被称为空气能热泵技术，涉及到的领域有空气能热泵热水领域、空气能热泵采暖领域、空气能热泵烘干领域等，由空气能热泵技术研发的可使用设备有空气能热泵热水器，空气能热泵采暖设备，空气能热泵烘干机等。
空气能，即空气中所蕴含的低品位热能，又称空气源。能量守恒定律告诉我们能量不会凭空产生，也不会凭空消失；空气中的热能就是空气吸收太阳光散发的能量产生的。气温越高，空气能越丰富。
空气能热水器
空气能代表多种
空气能热泵技术研发的产品，包括空气能热泵热水器、空气能热泵采暖设备、空气能热泵烘干机等。
分类
这种新型热水器从使用对象分为家用机，商用机，二类。从工作模式上分为：循环式，直热式二类。
空气能热水器使用范围有：家庭、酒店、宾馆、学校、泳池浴池、医院、休闲沐足、工厂、农业保温烘干、工业预热等场所。
家用机由类似空调器室外机的热泵主机和大容量承压【家用】/非承压【商用】保温
水箱组成， 安装不受建筑物或楼层限制，使用不受气候条件限制，既可用作家庭的热水供应中心，也能为单位集体集中供热水。由于使用环境各方面新型专利技术，该产品不仅安全舒适，而且环保
节能，实际使用费仅分别相当于电热水器的1/4，
燃气热水器的1/3，将150升水箱中的水加热到65℃，春秋季节需要消耗 2 度电，如果采用低谷电价只需要0.6元钱，这箱贮存的
热水足够一家3-5口生活热水之用；如果采用一个水龙头放水洗澡，该热水器可以源源不断供应热水。经验丰富的用户可以将
热水温度设定在45℃，热水器运行将更加省能！ 空气能是一种广泛存在、平等给予和可自由利用的低品位能源，利用热泵循环提高其能源品位后用于加热生活热水，由于使用一份
电能可吸收3份空气能,从而供应4份热能加热热水系统, 因而是一项极具开发和应用潜力的节能、环保新技术，极具实用价值。此外，空气能
热泵热水器从根本上消除了电热水器漏电、干烧以及燃气热水器工作时产生有害气体等安全隐患，克服了太阳能热水器阴雨天不能工作等缺点，具有高效节能、安全环保、全天候运行、使用方便等诸多优点，符合我国能源、社会、环境可持续发展的战略方针，因而必将成为我国最具竞争力的新一代热水器产品，为广大城乡居民提供安全、便利、廉价的卫生热水，提高他们的生活品质，造福于民众。
工作原理
空气(热泵)热水器工作原理如何?
通过
压缩机系统运转工作,吸收空气中热量制造热水。具体过程是：压缩机将冷媒压缩，
空气能热水器
压缩后温度升高的冷媒，经过水箱中的
冷凝器制造热水。热交换后的冷媒回到压缩机进行下一循环。在这一过程中，空气热量通过
蒸发器被吸收导入水中，产生热水。这样的通过压缩机空气制热的新一代热水器，即是空气（热泵）热水器。空气（热泵）热水器正是这样的产品。空气（热泵）热水器的工作原理即是如此。
空气能热泵在运行中，蒸发器从空气中的环境热能中吸取热量以蒸发传热工质，工质蒸气经压缩机压缩后压力和温度上升，高温蒸气通过永久黏结在贮水箱外表面的特制环形管冷凝器冷凝成液体时，释放出的热量传递给了空气源热泵贮水箱中的水。
冷凝后的传热工质通过膨胀阀返回到蒸发器，然后再被蒸发，如此循环往复。
空气能热泵传热工质是一种特殊物质，常压下其沸点为零下40℃,凝固点为零下100℃以下，该物质冷的时候是液体，但很容易被蒸发成气体，反之亦然。在实际运行中，空气源热泵中传热工质的蒸发极限温度为零下20℃左右，因此5℃的环境温度对如此低的温度也是“热”的，甚至下雪的温度，比如说0℃，相比之下也是热的，因此，仍可交换一些热能。
影响温度
市场上多数热泵热水器标注的最高出水温度是60℃，但是有时候我们需要更高的热水温度，是不是水温还可以提高呢？当然不是，出水温度受热泵热水器志用压缩机的采取的冷媒的影响。以R134a冷媒为例进行说明。
1、R134a冷媒冷凝温度可高达80度，如果按照换热温差5℃计算，则最高的出水温度可达75℃，但是并不是所有条件下都可以达到75℃的，当在低温环境下，就需要适当降低冷凝温度，在温度降至-15℃的情况下，建议将冷凝温度控制在不超过70℃。
2、相比空调压缩机的5-6最大压缩比，热泵热水器专用压缩机可以承受很高的压缩比，可以10以上(11-13范围内安全)，但是压缩比不可无限提高，过高的压缩比将提高了压缩机内部局部温度，严重影响使用寿命。
3、针对不同的季节特点，设计热泵热水器的不同运行模式。在春秋夏季时热水出水温度设定低一点，在冬季时将水温设高一点。55℃的水温完全可以满足国标和消费者的需求。这样既可以保证较高的出水温度，能效较高，又可以保证整个系统的安全可靠性。但家用机主机及水箱的配比就要注意，建议200L一下配1P主机，200-400L配1.5P主机，400-500配2P主机。这样空气能热水器既能保证 热水量充足，热水加热快，同时也比较省电节能。
制冷剂
空气源热泵热水器行业经过十余年的发展，发展迅猛，生产企业已经达到500多家，且今年六月顺利入围国家节能惠民工程，享受最高600元的补贴，进一步促进了行业的发展。热泵热水器很重要的组成--制冷剂，直接关系到产品的能效比。南方热泵热水器制冷剂主要为R22，R134a，后来又有一些混合制冷剂问世R415b，R417a等，不同的制冷剂各其优缺点。
R22用于空调非常合适，因为冷凝温度总能控制在45度以下（因为空气温度几乎总在40度以下）；但是热泵热水器水温总是要求在40度以上，这时冷凝温度总在45度以上，R22排气温度很容易超过85度（润滑油容易裂解温度），尤其是空气温度在40度以上时。因此，R22用于热泵热水器会因为R22排气温度高，致使压缩机润滑油冷却不好，裂解速度急剧加快，从而使压缩机寿命缩短。并且R22的ODP值为0.05，对臭氧层有破坏作用，但是根据《蒙特利尔议定书》规定，从2004年开始欧洲地区以R407C和R410A替代R22，同时日本地区则开始全部使用R410A制冷剂，即以1985年的生产量为基准，2003年压缩为65%，2010年为35%，2015年为10%，到2030年时，发达国家将全面禁用R22，发展中国家也将于2040年淘汰R22。根据制冷剂替换时间表，我国最迟必须在2040年全面禁止制冷剂R22产品的生产。
空气能
R134a（CH2FCF3）属于环保制冷剂，排气温度也低，但是其沸点（标准大气压下）为-26.5度，这会导致热泵在冬季因为制冷剂蒸发缓慢而使制热效率低下，因此，我们见到的R134a全是用于室内制冷设备，或者热带地区，北方室外制冷设备没有用的（除非冬天不用该设备）。
R415b，为混合制冷剂，是由清华大学朱明善教授系发明的（联合国环境规划署国际制冷空调热泵技术委员会委员）国际制冷统一编号：R415A、R415B、R418A、R425A，并已列入国家重点环境保护实用技术（A）类项目推广使用。荣获国务院“国家技术发明奖”、国家环保总局“国家重点环境保护实用技术A类推广项目”、并取得美国国家环保总局《SNAP计划》认证，在欧美地区得到了广泛应用。其ODP不为零，且与417a相比，排气温度稍高一些。R415b替换R22后，系统制热能力有大约10%的衰减。
R417a为混合制冷剂（HFC-143、HFC-125和R600）, 最早由罗地亚1997年发明（2005年卖给杜邦，李兵为负责人），欧洲主要用来替换R22工质（不够环保和节能），占了替代工质的80%市场份额，根据《蒙特利尔条约》，中国将开始逐步淘汰R22工质，R417a是替代选择方向之一。R417a具有环保，高效和排气温度低等特点。比较适合热泵热水器用，如今，国内热泵热水器厂家开始增大该制冷剂的使用范围，国内出口欧洲的空调使用R417a较多。
R417a有个一个缺点：替换后的系统，系统制热功率衰减10%左右；也就是说，10匹压机能力变成了约9匹的能力。 由R417A发明厂家罗地亚公司提供的检测表格可以看出，同样的空调,用R417A比R22的效率相比提高了13%（3.00/2.65），这是其优点。但是用R22的制热量为3548瓦（热泵热水器只需要制热）
，用R417A的制热量为3149瓦，用R417A比用R22制热量衰减了10%。这就是R417A用于制热时的不利一面，需要设计时加大压机及换热器的配比来弥补衰减。
优点：
空气能热水器主要向空气要热能，具有太阳能热水器节能、环保、安全的优点
，又解决了太阳能热水器依靠阳光采热和安装不便的问题。由于空气能热水器通过介质交换热量进行加热，不需要电加热元件与水接触，没有电热水器漏电的危险，也消除了燃气热水器中毒和爆炸的隐患，更没有燃油热水器排放废气造成的空气污染。
空气能热水器最大的优点是“节能”。拿具体数据来说：30℃温差热水价格分别为：电热水器1.54分钱/升热水(电价0.42元/度)；燃气热水器1分钱/升热水(气2元/立方米)；热泵热水器是通过大量获取空气中免费热能，消耗的电能仅仅是压缩机用来搬运空气能源所用的能量，因此热效率高达380%-600%，制造相同的热水量，热泵热水器的使用成本只有电热水器的1/4，燃气热水器的1/3。
缺点：
1、环境适应性问题
空气能热水器的热量来源就是我们都必须要的空气而作为一种节能产品其节能程度的好坏都与COP值能效比密切相关。由于市场上大部分的空气能热水器设计正常工作温度在0-40℃。故在环境温度比较高的南方，空气能热水器往往有上佳的表现。而冬季气温只有-10℃的北方城市空气能热水器很难达到设计中预想的效果。如果气温为-20℃机组甚至都不能启动。
2、安装
家用空气能热水器往往需要一个水箱来加热和储存热水。以一家3-5口人为例需要120L-150L的水箱。这样大尺寸的水箱不容易与整体家居协调，这样消费者只能安装在阳台上。但随着人们对家居环境要求的提高，阳台上的这个大家伙消费者是不愿意接受的。
3、消费者对热泵热水器认知程度
热泵热水器在国内市场是一个新生事物，消费者对它的认知程度还很低。有很多人认为用一份的热量就能得到三份的热量是不可能实现的，而且对有关热采技术应用的其它产品也是一样，虽然热泵空调器普及率已经非常高。人们的认识仅仅局限在空调器是耗电大户，却不知道其比烧煤球炉了、更节能。如今国内市场，因为一些较大的商场还没有空气能热水器销售，所以消费者对空气能热水器的认知还是很低。
空气能热水器技术源于空调，但又不完全等同于空调，由于工作环境不同，比较恶劣的使用工况对压缩机品质的要求很高，据我所知，在如此恶劣工况下可以维持较长使用寿命和达到较高能效比的，只有松下和谷轮两种压缩机，所以建议您在选购时首先要看看其使用的是什么压缩机。
空气能产品在国外已经应用了几十年，技术早已成熟，国内的厂家只是仿制而已，技术大同小异，基本同质化了。严格来说，只要做过空调，具备起码的研发能力和焓差房等实验设备，在这基础上进行改良和匹配试验，做好空气能是轻而易举的事，并不象某些厂家吹嘘的那样是什么高新技术。那些打着德国技术、美国公司旗号的牌子，大都是骗人的，不要相信。空气能热水器哪还是不要太迷信外国的品牌比较好。前段时间被中国质量万里行曝光的所谓美国公司在江门开的全球最大的热泵生产基地，原来只是一间连起码检测设备都没有的螺丝刀工厂，就是一个最好的证明。
建议从以下几个方面选购空气能热水器。
一、技术的权威性：看下空气能产品所在企业的技术是否得到行业的认可，是否拥有政府认定的工程技术研发中心，有没有承担或参加过国家级的空气能热水器科研项目。
二、品质的可靠性：判断空气能热水器产品品质的一个重要指标就是看压缩机，压缩机可以说是空气能热水器的心脏，在压缩机应用上松下、三菱、艾默生等品牌比较知名，部分企业采用国产空调压缩机，机组性能和寿命无法得到保证。
三、品牌的专业性：针对空气能行业而言，有些品牌只做空气能产品，有些是通过其他领域转型过来，有些则是半路出家。所以消费者在选择空气能品牌和产品的时候就要结合以上两点来判断品牌的专业性和技术的成熟度。
四、性能的优越性：在选购空气能热水器产品时，除了要对照节能、环保、安全等相关行业共性的优点和数据外（这是所有空气能热水器都相通的功能和卖点），关键要综合考量产品的其他附加性能，比如日常清洁、保养、智能保温性能等。
五、售后的保障性：但消费者在选购时也不能简单地轻信保修期限，比如有没有专人不定期巡查检修，报修多少小时回应，维修多少小时上门等。如今行业做得好的品牌服务承诺年限为：家用机主机保修3年，水箱保修5年。
特点
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空气（热泵）热水器有什么优点？
“安全+省钱+舒服+环保+经久耐用”：
1、安全：不用燃气，不会产生任何废气，更不会出现“煤气中毒”；不用电加热棒加热，不会有漏电危险，呵护家人健康安全。
2、省钱：COP值超过3以上，能效比高，绝对省电、省钱。可节省2/3~3/4的电费支出，或节省1/2~2/3的燃气费支出及太阳能热水器的辅助加热费用。
3、舒适：专利技术-过流式间接加热，全自动定温有压供水，在使用热水时绝不会忽冷忽热，热水有压力，舒适感好。全天候、全年候供水，弥补了
太阳能热水系统阴雨天、晚间、无阳光、霜冻时无热水可用的尴尬。
4、环保：空气（热泵）热水器排出的冷风，有利于降低室温。
5、经久耐用：精选世界名牌零配件，五重防锈技术，外壳采用耐腐蚀、超厚度的涂层钢板或不锈钢板，设备性能稳定,使用寿命达十五年。
二、热效率最高的热水器
与燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电热水器相比，热泵热水器是热效率最高的热水器。
三、空气（热泵）热水器有其他功能吗？
空气（热泵）热水器集供热水、取暖、除湿、降温、空气滤净等各项功能为一体：
全年候不管阴晴雨雪，全天候24小时不间断连续自动提供热水；
高效除湿，每天24小时最大除湿量6~8公斤，梅雨及阴雨天气效果明显；
过滤室内空气，安装在厨房时效果比较明显。
附加采暖附件，冬季可使室内升温5℃以上，使学习、娱乐、睡觉时更舒爽。
四、空气(热泵)热水器对工作环境有何要求？
不管阴、晴、昼、夜，只要有空气就能制造热水。在常温下，每小时可制造180L热水。但在天气较冷、环境温度较低时、会略有降低。特别是在—10℃下容易结霜，化霜问题是其他品牌热泵的主要区别。
空气（热泵）热水器对安装位置有何要求
可安装于卫生间、厨房、
封闭式阳台、车库、楼梯转角、储藏室、阁楼、地下室甚至客厅等任何位置，尤其是厨房最佳。因为烧饭时厨房空气不好，闷热潮湿，空气（热泵）热水器装设在厨房，将会极大改善厨房空气质量，降低厨房温度。
空气（热泵）热水器因房间空间有限安装在阳台就享受不到其他功能
小居室住户如果装设在敞开式未封闭阳台冷风外泄，就享受不到其他功能。但仅热水功能就比燃气热水器、电热水器、太阳能热水器更省电、省费用和安全、便捷。为求最佳效果，我们建议如住房较小，需安装在阳台的用户最好将阳台用铝合金封闭后进行空气（热泵）热水器安装，让空气和室内产生对流即可享受其他功能，更可以隔离室外的噪音和灰尘。
空气（热泵）热水器如何操作并进行工作
电脑自动控制，无需人工操作。第一次安装必须将冷水注满（出水口有水流出），将冷水由25℃提升到55℃约需要3小时，平均每小时约上升10~20℃，（冬天冷水温度约15℃提升到55℃需要3~4小时）。当温度达到55℃时就自动停机，其他附加功能也一并停止。当开始使用热水后，待热水器中温度降至45℃时，热水器就会自动启动制造热水，每小时可连续制造120~170升甚至更多的热水（具体视不同型号每小时自造热水量会不同）。水温达到55℃就会自动停机，随时准备提供其他人使用热水。周而复始，往复循环。
空气（热泵）热水器一次可以提供多少人使用
温度控制设定达到55℃时就会自动停机，当开始使用热水后，就会有冷水进入，直至温度降至45℃（可任意设定）时，系统会自动启动，每小时可连续产生45~55℃的热水100~700升（具体因产品不同而不同）。经过测试，每人淋浴水温需42℃，40~50升热水量，空气（热泵）热水器可以一次性连续提供3人以上淋浴。但正常3人淋浴时间应该会有1小时，所以补充的热水可以再供更多人使用。
空气（热泵）热水器和其他同类产品区别
空气（热泵）产品在发达国家已有数十年历史，比较普遍。我国自九十年代末开始引进热泵技术。已有数百家厂商（包括中外合资、中外合作企业）从事空气（热泵）热水器的制造销售，发展很快。国内知名企业、国外品牌、技术大举进军中国热泵市场。空气（热泵）热水器来到中国的。此前空气（热泵）热水器在澳大利亚、中国台湾、美国、欧洲均有销售。空气（热泵）热水器拥有独特的先进技术和系统设计，在结构上有很大优势，是市场上非常具有特色、功能优点明显的家用空气（热泵）热水器。
空气（热泵）热水器有多省电
使用220~240V一般电源，750W~910W左右功率，每次（压缩机一个工作间隙）可制造热水160~180L，可供2—4人使用，日耗电2~3度左右（冷天环境温度低时，耗电量会稍高），日耗钱1~2元钱左右，所以2—4人家庭适用仅需每月平均电费30~40元。而一般燃气费约150元，而200L电热水器以2000W计，保温和加热每天需要耗15度电，约7.5元，月费用200多元（冷天时耗电量会更高）。空气（热泵）热水器和电热水器相比每月可节省费用约70~80%。
空气（热泵）热水器会不会产生水垢
具体根据当地水质而定。一般情况下温度越高结垢会越严重，因为空气（热泵）热水器采用中温（55℃），在水硬度较低的地区，基本不会产生水垢。在水硬度较高的区域空气热泵热水器也会产生水垢问题。当水垢达到一定的程度时，会导致高温冷媒的热量不能交换出而升高，受到空气能热泵压力保护的影响，导致热泵热水器停机。这时就需清洗水垢。结垢问题也可选用：
硅磷晶，软水机等进行水质软化处理。
空气（热泵）热水器可不可以移机使用
完全可以。按操作说明将水放出，移到适当地点，再按安装说明进行重新安装，即可正常使用。但请由专业安装人员去做。
空气（热泵）热水器在冬天如何处理冷气
如果只是在开放式空间，或车库、厨房、楼梯转角等部位，因为冷气分散很大空间，所以影响不大，不需要引出。若装设在客厅、封闭阳台等室内，在冬季可以使用导管将冷气引至室外。
空气（热泵）热水器对环保有何影响
因不使用燃气所以不会产生废气，不会破坏臭氧层。同时COP至少为3以上，就是比电热水器节省2/3甚至3/4电费，被燃气热水器及太阳能热水器年辅助加热节省1/2甚至2/3费用。而每减少消耗一度电量，可以减少发电时的1.5磅的二氧化碳产生，也就可以减少对臭氧层破坏。同时空气（热泵）热水器抽取空气中的热量制热后，排出的是冷风，有利于改善环境温度，降低温室效应。空气（热泵）热水器还具有过滤、净化室内空气的作用，它与其他空气源产品一起会成为环保节能主力军。
空气（热泵）热水器使用寿命如何
框架为钛合金，模具成型，坚固美观，强度高，不变形。面板材以4mm以上金属型铝塑复合家电面板精加工成型，永不生锈；压缩机组采用低耗能高功率封闭式、环保冷媒压缩机寿命长；保温为冰箱及发泡工艺，聚氨酯一次成型发泡，保温效果极好。重要部件，如热水器水箱使用寿命可达10—15年。
空气（热泵）热水器噪音如何
选用封闭式静音压缩机，并在内部采用吸音处理，所以噪音极小。仅有轻微风机气流声，相当于窗式空调送风声，噪音分贝值约45分贝。其工作状态为间隔运行，工作时间较短，且热水器与卧室会有一定距离及阻隔，绝不会影响用户生活休息。
空气（热泵）热水器保温效果如何
在没有继而加热情况下，环境温度在25℃时，白天降温在2~3℃，晚上为3~4℃。室温及环境温度的高低，会有少许上下变动。
空气（热泵）热水器安装需要注意哪些
尽可能靠近墙面，以便于安装；接近水源和用水位置，以减少管路长度，分体式安装利于冬天将冷风排出室外（如有需要），减少热损；靠近室外墙地点，便于开凿小洞，以利于冬天将冷风排出室外。另外，最好有地面排水口，以便于将冷凝水排出。
空气能热水器
空气（热泵）热水器最多可以制造多少热水
从产品性能及理论上讲，空气（热泵）热水器，可循环往复，不停制造热水。常温下，每小时可制造热水如下（45℃—55℃）：根据机组大小而定。
空气（热泵）热水器最适温度及用水量
一般情况下，一个人每次洗澡水大约多少度最适当？一个人大约需要多少水量？
洗澡水温最适当为42℃，中老年人可略高1—2℃，淋浴时用水每人约40~50升。浴缸及按摩浴缸根据容量确定。
空气（热泵）热水器可以在什么范围使用
工业生产用热水；
工厂洗浴用热水、饮用热水预热、医院洗涤、洗浴用热水；
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