太阳能电池与LED的完美结合
人类从1954年用硅材料制造出太阳能电池，至今已经走过了半个世纪．1958年起，太阳能电池应用在宇宙飞船上．到了６０年代初，空间太阳能电池的设计已经非常成熟．到７０年代的十年间，因为制造成本和发电效率等原因，太阳能电池主要还是应用在空间科学方面．直到７０年代末期，由于制造成本的下降，地面上应用的太阳能电池已经多于空间的应用量了．从８０年代至今，太阳能电池的发效率不断提高，制造成本不断下降，才使太阳能电池光伏发电得到了更为广泛应用．
据Dataquest的统计资料显示,目前全世界共有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1000兆瓦,1999年达2850兆瓦。2000年,全球有将近4600家厂商向市场提供光电池和以光电池为电源的产品。
目前,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"计划是目前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个国家最近决定携手合作,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。
目前,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。
有人估计，再过20年，人类用于照明电力的一半以上来自于太阳能。在各种各样的发电技术中，太阳能电池光伏发电是真正没有任何污染，可以给我们持续提供电力的发电技术。这才是真正意义上的绿色照明。
太阳能电池与LED结合的照明器主要是由五个部分组成．
1、太阳能电池板
2、充放电控制器
3、蓄电池
4、ＬＥＤ光源
5、灯具外壳
太阳能光伏发电技术能与LED照明完美结合的关键在于两者同为直流电、电压低且能互相匹配。因此两者的结合不需要将太阳能电池产生的直流电转化为交流电，因此大大提高了整个照明系统的效率。同时，借助于并网技术或利用蓄电池充放能量，使其优势更加明显。
太阳能电池是一个巨大的PN结，它把太阳能转换为电能。LED则是另一个可以将电能转换为光线的PN结，它们的转换效率都在不断提高，相信不久就可以达到节能灯的水准，而使用寿命可以却可以达到10万小时以上，这才是真正意义上的绿色照明。
太阳能LED灯具设计使用时需注意的问题：（以LED草坪灯为例）
1、LED的特性接近稳压二极体，工作电压变化0、1V，工作电流可能变化20mA左右。为了安全，普通情况下使用串联限流电阻，极大的能量损失显然不适合太阳能草坪灯，并且LED亮度随工作电压变化。采用升压电路是一个好办法，也可以用简单的恒流电路，总之一定要自动限流，否则将损坏LED。
2、一般LED的峰值电流50~100mA，反向电压6V左右，注意不要超过这个极限，尤其在太阳能电池反接或者蓄电池空载，升压电路峰值电压过高时，很可能超过这个极限，损坏LED。
3、LED温度特性不好，温度上升5℃，光通量下降3%，夏季度使用要注意。
4、工作电压离散性大，同一型号，同一批次的LED工作电压都有一定差别，不宜并联使用。一定要并联使用，应该考虑均流。
5、超高亮白光LED色温为6400k~30000k。目前，低色温的超高亮白光LED尚没有进入市场，因此用超高亮白光LED制造的太阳能草坪灯光穿透能力比较差，所以在光学设计上要注意。
6、静电对超高亮白光LED影响很大，在安装时要有防静电设施，工人要佩带防静电手腕。受静电伤害的超高亮白光LED当时可能凭眼睛看不出来，但是使用寿命将变短。
7、系统组合中要注意光敏感测器，太阳能灯需要光控开关，有的设计者往往会使用光敏电阻来自动开关灯，实际上太阳能电池本身就是一个极好的光敏感测器，用它做光敏开关，特性比光敏电阻要好。对于太阳能庭院灯的应用问题不大，但是对于仅仅使用一隻1、2VNi-Cd电池的太阳能草坪灯来说，太阳能电池元件由四片太阳能电池串联组成，电压低，弱光下电压更低，以至天没有黑电压已经低于0、7V，造成光控开关失灵。在这种情况下，只要加一隻电晶体直接耦合放大，即可解决问题。
8、按蓄电池电压高低控制负载大小，太阳能灯往往对连续阴雨天可维持时间要求很高，这就增加了系统的成本。我们在连续阴雨天蓄电池电压降低时减少LED或者节能灯接入的个数，或者减少太阳能灯每天的发光时间，这就减少了系统的成本。
9、闪烁变光，渐亮渐暗是节能的好办法，它一方面可以增加太阳能草坪灯照射效果，另一方面可以通过改变闪烁占空比控制蓄电池平均输出电流，延长系统工作时间，或者在同等条件下，可降低成本。
10、三色基色高效节能灯的开关速度。这个问题非常重要，它甚至决定了太阳能草坪灯的使用寿命，三色基色高效节能灯啟动时有高达10~20倍的啟动电流，系统在承受这样大的电流情况下会造成电压的大幅度下降，太阳能草坪灯就无法啟动或者反復啟动，导致最后的损坏。
11、目前太阳能电池还不能够使用在主干道照明上。公路主干道的照明有法定的照度要求，就目前太阳能电池的转换效率和价格而言，还不能够满足这个要求。但在不久的将来随着各方面技术水准的提高，太阳能电池一定会应用于公路主干道的照明上。
12、关于储能电容，太阳能电池的使用寿命在25年以上，普通蓄电池的使用寿命在2~3年，所以蓄电池是太阳能电力系统中最薄弱的环节。储能电容可以在一定程度上解决这个问题。储能电容的使用寿命可以达到10年以上，而且控制电路简单，但是昂贵的价格限制了它的应用，目前仅仅应用在部分交通信号灯和装饰灯上。随着技术水准的提高，产品价格的下降，它将是一种最有希望成为太阳能电池配套的理想储能元件。