20世紀(jì)，石油、煤炭、天然氣等主要能源面臨資源枯竭的危險(xiǎn)，同時(shí)，環(huán)保壓力的不斷增加，使環(huán)保、節(jié)能已經(jīng)成為各行各業(yè)發(fā)展的趨勢。太陽能作為地球上真正取之不盡的清潔能源，將是21世紀(jì)最理想的綠色新能源，其利用的有效途徑便是利用光伏發(fā)電技術(shù)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。LED（Light Emitting Diode）是一種能將電能轉(zhuǎn)化為可見光的半導(dǎo)體器件，憑借其節(jié)能無污染的特點(diǎn)已運(yùn)用于多個(gè)行業(yè)的照明領(lǐng)域中，因此作為集成了太陽能光伏發(fā)電和LED固態(tài)照明優(yōu)點(diǎn)的太陽能LED照明系統(tǒng)，是新一代能源和新一代光源的完美結(jié)合。

2.太陽能光伏發(fā)電的技術(shù)特點(diǎn)

太陽能光伏發(fā)電是依靠太陽能電池組件（Solar Cells），利用半導(dǎo)體材料的電子學(xué)特性，光太陽光照射在半導(dǎo)體PN結(jié)上，由于P-N結(jié)勢壘區(qū)產(chǎn)生了較強(qiáng)的內(nèi)建靜電場，因而產(chǎn)生在勢壘區(qū)中的非平衡電子和空穴，或者產(chǎn)生在勢壘區(qū)外但擴(kuò)散進(jìn)勢壘區(qū)的非平衡電子和空穴，在內(nèi)建靜電電場的作用下，各向相反方向運(yùn)動(dòng)，離開勢壘區(qū)，結(jié)果使P區(qū)電勢升高，N區(qū)電勢隆低，從而在外電路中產(chǎn)生電壓和電流，將光能轉(zhuǎn)化成電能。

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)大體上可以分為兩類，一類是并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，即和公用電網(wǎng)通過標(biāo)準(zhǔn)接口相連接，像一個(gè)小型的發(fā)電廠；另一類是獨(dú)立式發(fā)電系統(tǒng)，即在自己的閉路系統(tǒng)內(nèi)部形成電路，不和外部電網(wǎng)產(chǎn)生關(guān)系。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)通過光伏陣列將接收來的太陽輻射能量經(jīng)過高頻直流轉(zhuǎn)換后變成高壓直流電，經(jīng)過逆變器逆變后向電網(wǎng)輸出與電網(wǎng)電壓同頻、同相的正弦交流電流。而獨(dú)立式發(fā)電系統(tǒng)光伏陣列首先會(huì)將接收來的太陽輻射能量直接轉(zhuǎn)換成電能供給負(fù)公將接收來的太陽輻射能量直接轉(zhuǎn)換成電能供給負(fù)載，并將多余能量經(jīng)過充電控制器后以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存在蓄電池中。在日照不足時(shí)，儲(chǔ)存在蓄電池中的能量經(jīng)過全橋逆變器后變成SPWM波，然后再經(jīng)過濾波和工頻變壓器升壓后變成交流220V，50Hz的正弦電壓供給交流負(fù)載使用。

3.LED半導(dǎo)體照明的技術(shù)特點(diǎn)

LED是一種在P-N結(jié)上施加正向電流時(shí)能發(fā)出紫外光、可見光、紅外光的半導(dǎo)體固體發(fā)光器件。其發(fā)光機(jī)理的核心在于P-N結(jié)，當(dāng)外加正向電壓時(shí)，P-N結(jié)的平衡打破，P區(qū)空穴進(jìn)入P-N結(jié)中和原來的一部分負(fù)離子，N區(qū)電子進(jìn)入P-N結(jié)中和原來的一部分正離子，這樣就合P-N結(jié)變窄，由于外加電場使P-N結(jié)電場隆低，引起電子勢能的減少，減少的勢能則轉(zhuǎn)化為電磁能，以光子的形式釋放出來。電子減少的能量越多，釋放光子的能量也就越高。LED釋放的光能量與電子的電量和點(diǎn)亮二極管的電壓有關(guān)，即E=qv(J)(q=-1.6×10-19C)。而釋放的光的峰值波長則與發(fā)光芯片所用的半導(dǎo)體材料有關(guān)，即λ≈1240/Eg(nm)（半導(dǎo)體材料禁帶寬度Eg），由計(jì)算可知若產(chǎn)生可見光，則芯片用的半導(dǎo)體材料的Eg應(yīng)在1.60～3.26ev之間，這是研制和選擇發(fā)光不同的波長光的芯片材料的主要依據(jù)。

LED半導(dǎo)體照明光源具有廣泛的優(yōu)越性，除了使用壽命長、發(fā)光效率高、體積小、重量輕、環(huán)保安全可靠等優(yōu)點(diǎn)以外，還有一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)就是由于LED啟動(dòng)電壓和工作電壓一致，所以就不需使用鎮(zhèn)流器。這樣在節(jié)省成本和相關(guān)能耗的同時(shí)，也大大縮短了通斷電的響應(yīng)時(shí)間。