要将太阳向外辐射的大量光能转变成电能,就需要采用能量转换装置．太阳能电池实际上就是一种把光能变成电能的能量转换器,这种电池是利用“光生伏打效应”原理制成的．光生伏打效应是指当物体受到光照射时,物体内部就会产生电流或电动势的现象。

单个太阳能电池不能直接作为电源使用．实际应用中都是将几片或几十片单个的太阳能电池串联或并联起来,组成太阳能电池方阵,便可以获得相当大的电能。

太阳能电池的效率较低、成本较高,但与其他利用太阳能的方式相比,它具有可靠性好、使用寿命长、没有转动部件、使用维护方便等优点,所以能得到较广泛的应用。

太阳能电池最初是应用在空间技术中的,后来才扩大到其他许多领域．据统计,世界上90％的人造卫星和宇宙飞船都采用太阳能电池供电．美国已于近来研究开发出性能优异的太阳能电池,其地面光电转换率为35.6％,在宇宙空间为30.8％．澳大利亚用激光技术制造的太阳能电池,在不聚焦时转换率达24.2％,而且成本较低,与柴油发电相近。

在太阳能电池方阵中,通常还装有蓄电池,这是为了保证在夜晚或阴雨天时能连续供电的一种储能装置．当太阳光照射时,太阳能电池产生的电能不仅能满足当时的需要,而且还可提供一些电能储存于蓄电池内。

有了太阳能电池,就为人造卫星和宇宙飞船探测宇宙空间提供了方便、可靠的能源．1953年,美国贝尔电话公司研制成了世界上第一个硅太阳能电池．而到1958年,美国就发射了第一颗由太阳能供电的“先锋1”号卫星．现在,各式各样的卫星和空间飞行器上都安装了布满太阳能电池的铁翅膀,使它们能在太空里远航高飞。

卫星和飞船上的电子仪器和设备,需要使用大量的电能,但它们对电源的要求很苛刻: 既要重量轻,使用寿命长,能连续不断地工作,又要能承受各种冲击、碰撞和振动的影响．而太阳能电池完全能满足这些要求,所以成为空间飞行器较理想的能源。

通常,根据卫星电源的要求将太阳能电池在电池板上整齐地排列起来,组成太阳能电池方阵．当卫星向着太阳飞行时,电池方阵受阳光照射产生电能,供应卫星用电,并同时向卫星上的蓄电池充电；当卫星背着太阳飞行时,蓄电池就放电,使卫星上的仪器保持连续工作．我国在1958年就开始了太阳能电池的研究工作,并于1971年将研制的太阳能电池用在我国发射的第三颗卫星上,这颗卫星在太空中正常运行了八年多。

太阳能电池还能代替燃油用于飞机．世界上第一架完全利用太阳能电池作动力的飞机“太阳挑战者”号已经试飞成功,共飞行了四个半小时,飞行高度达4000 米,飞行速度为每小时60 千米．在这架飞机的尾翼和水平翼表面上,装置了16,000 多个太阳能电池,其最大能量为2.67 千瓦．它是将太阳能变成电能,驱动单叶螺旋桨旋转,使飞机在空中飞行的。

以太阳能电池为动力的小汽车,已经在墨西哥试制成功．这种汽车的外型像一辆三轮摩托车,在车顶上架了一个装有太阳能电池的大篷．在阳光照射下,太阳能电池供给汽车电能,使汽车以每小时40 公里的速度向前行驶．由于这辆汽车每天所获得的电能只能驱动它行驶40 分钟,所以在技术上还有待于进一步改进。

1984年9月,我国也试制成功了太阳能汽车“太阳号”,这标志着我国太阳能电池的研制已经达到国际先进水平．此外,我国还将太阳能电池用于小型电台的通讯机充电上．当在野外工作无交流电源可用时,就可启用太阳能电池小电台充电器．这种无电器使用方便,操作简单,因而深受用户欢迎。

太阳能电池在电话中也得到了应用．有的国家在公路旁的每根电线杆的顶端,安装着一块太阳能电池板,将阳光变成电能,然后向蓄电池充电,以供应电话机连续用电．蓄电池充一次电后,可使用26 个小时．现在在约旦的一些公路上,已安装有近百台这种太阳能电话．当人们遇有紧急事情时,可随时在公路边打电话联系,使用非常方便。

由于太阳能电话安装简单,成本较低,又能实现无人管理,还能防止雷击,所以很多国家都相继在山区和边远地带,特别是沙漠和缺少能源的地区,安装了许多以太阳能电池为电源的电话。

芬兰曾经制成一种用太阳能电池供电的彩色电视机．它是通过安装在房顶上的太阳能电池供电的,同时还将一部分电能储存在蓄电池里,供电视机连续工作使用。

太阳能电池很适合作为电视差转机的电源．电视差转机是一种既能接收来自主台的电视信号,又能将这种信号经过变频、放大再发射出去的电视转播装置．我国地域辽阔,许多远离电视发射台的边远地区收看不到电视节目,就需要安装电视差转机．但是,电视差转机一般都建在高山上,架设高压输电线路供电很困难,投资很高,所以最适合使用太阳能电池供电．电视差转机使用太阳能电池作电源,既建设快捷、投资节省,而且维护使用方便,还可以做到无人指导管理．目前,我国许多地方已建成用太阳能电池作电源的电视差转台,很受人们欢迎。

正是由于太阳能电池具有许多独特的优点,因而其应用十分广泛．从目前的情况来看,只要是太阳光能照射到的地方都可以使用,特别是一些能源缺少的孤岛、山区和沙漠地带,可以利用太阳能电池照明、空调、抽水、淡化海水等,还可以用于灯塔照明、航标灯、铁路信号灯、杀灭害虫的黑光灯、机场跑道识别灯、手术灯等,真可以说是一种处处可用的方便电源。