太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。
广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能、化学能、水的势能等等。在几十亿年内，太阳能是取之不及、用之不竭的理想能源。
太阳能是由内部氢原子发生聚变释放出巨大核能而产生的能，来自太阳的辐射能量。
人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。
植物通过光合作用释放氧气、吸收二氧化碳，并把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代演变形成的。
此外，水能、风能等也都是由太阳能转换来的。
地球本身蕴藏的能量通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。
与原子核反应有关的能源正核能。
原子核的结构发生变化时能释放出大量的能量，称为原子核能，简称核能，俗称原子能。
它则来自于地壳中储存的铀、钚等发生裂变反应时的核裂变能资源，以及海洋中贮藏的氘、氚、锂等发生聚变反应时的核聚变能资源。这些物质在发生原子核反应时释放出能量。
目前核能最大的用途是发电。此外，还可以用作其它类型的动力源、热源等。
太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1,369w/㎡。地球赤道的周长为40,000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173,000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/㎡，相当于有102,000TW 的能量，人类依赖这些能量维持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地热能资源除外）。
尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤，每秒照射到地球的能量则为499,400,00,000焦。
地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。
太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。
碲化镉薄膜太阳能电池
碲化镉薄膜太阳能电池简称CdTe电池，它是一种以p型CdTe和n型CdS的异质结为基础的薄膜太阳能电池。
第一个碲化镉薄膜太阳能电池是由RCA实验室在CdTe单晶上镀上In的合金制得的，其光电转换效率为2.1%。1982年，Kodak实验室用化学沉积法在P型的CdTe上制备一层超薄的CdS，制备了效率超过10%的异质结p-CdTe/n-CdS薄膜太阳能电池。这是现阶段碲化镉薄膜太阳能电池的原型。20世纪90年代初，碲化镉薄膜太阳能电池已实现了规模化生产，但市场发展缓慢，市场份额一直徘徊在1%左右。目前碲化镉薄膜太阳能电池在实验室中获得的最高光电转换效率已达到17.3%。其商用模块的转换效率也达到了10%左右。
我国CdTe薄膜电池的研究工作开始于上世纪80年代初。内蒙古大学采用蒸发技术、北京太阳能研究所采用电沉积技术(ED)研究和制备碲化镉薄膜太阳能电池，后者研制的电池转换效率达到了5.8%。80年代中期至90年代中期，研究工作处于停顿状态。
90年代后期，四川大学太阳能材料与器件研究所，在冯良桓教授的带领下在我国开展了碲化镉薄膜太阳能电池的研究，在"九五"期间，承担了科技部资助的科技攻关计划课题:"Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体多晶薄膜太阳电池的研制"，教授采用近空间升华技术研究碲化镉薄膜太阳能电池，并取得很好的成绩。最近电池转换效率已经突破13.38%，进入了世界先进行列。"十五"期间，CdTe电池研究被列入国家高技术研究发展计划"863"重点项目。
经过多年几代科学工作者的不懈努力，我国正处于实验室基础研究到应用产业化的快速发展阶段，CdTe电池的研究，从原来的只有内蒙古大学、四川大学、新疆大学等几家科研院所进行，到今年的四川阿波罗太阳能科技开发股份有限公司新型薄膜CdTe/CdS太阳能电池核心材料产业化(为期两年，将建设拥有年产碲化镉50吨的生产线、硫化镉10吨生产线)，使我国在CdTe电池产业化将得到长足发展，从而使我国碲化镉薄膜太阳能电池产业快速步入世界先进行列。
碲化镉薄膜太阳能电池的优点
折叠理想的禁带宽度
CdTe的禁带宽度一般为1.47eV，CdTe的光谱响应和太阳光谱非常匹配。
折叠高光吸收率
CdTe的吸收系数在可见光范围高达104cm-1以上，95%的光子可在1μm厚的吸收层内被吸收。
折叠转换效率高
碲化镉薄膜太阳能电池的理论光电转换效率约为28%。
折叠电池性能稳定
一般的碲化镉薄膜太阳能电池的设计使用时间为20年。
折叠电池结构简单
制造成本低，容易实现规模化生产。
碲化镉薄膜太阳能电池的结构
碲化镉薄膜太阳能电池是在玻璃或是其它柔性衬底上依次沉积多层薄膜而构成的光伏器件。一般标准的碲化镉薄膜太阳能电池由五层结构组成:
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折叠玻璃衬底
主要对电池起支架、防止污染和入射太阳光的作用。
折叠TCO层
即透明导电氧化层。主要起的是透光和导电的作用。
折叠CdS窗口层
n型半导体，与p型CdTe组成p-n结。
折叠CdTe吸收层
它是电池的主体吸光层，与n型的CdS窗口层形成的p-n结是整个电池最核心的部分。
折叠背接触层和背电极
为了降低CdTe和金属电极的接触势垒，引出电流，使金属电极与CdTe形成欧姆接触。
碲化镉薄膜太阳能电池的制备方法
可以由多种方法制备，如化学水浴沉积(CBD)、近空间升华法、丝网印刷、溅射、蒸发等。一般的工业化和实验室都采用CBD的方法，这是因为CBD法的成本低和生成的CdS能够与TCO形成良好的致密接触。
国外碲化镉薄膜太阳能电池产业状况及趋势
碲化镉薄膜太阳能电池是薄膜太阳电池中发展较快的一种光伏器件。美国南佛罗里达大学于1993年用升华法在1cm2面积上做出转换效率为15.8%的太阳电池;随后，日本Matsushita Battery研究的CdTe小面积电池在实验室里的最高转换效率为16%，成为当时碲化镉薄膜太阳能电池的最高纪录。
近年来,太阳电池的研究方向是高转换效率、低成本和高稳定性。因此,以碲化镉薄膜太阳能电池为代表的薄膜太阳电池倍受关注，许多组织和公司都开始了研究和测试。西门子开发的面积为3600cm2的碲化镉薄膜太阳能电池转换效率达到11.1%的水平;美国国家可再生能源实验室公布了Solar Cells公司的面积为6879cm2的碲化镉薄膜太阳能电池的测试结果，其转换效率达到7.7%;Bp Solar的碲化镉薄膜太阳能电池面积为4540cm2，转换效率为8.4%，面积为706cm2，转换效率达到10.1%;Goldan Photon的碲化镉薄膜太阳能电池，面积为3528cm2，转换效率为7.7%。
人们认为，碲化镉薄膜太阳能电池是太阳能电池中最容易制造的,因而它向商品化进展最快。 提高效率就是要对电池结构及各层材料工艺进行优化，适当减薄窗口层CdS 的厚度，可减少入射光的损失，从而增加电池短波响应以提高短路电流密度，较高转换效率的碲化镉薄膜太阳能电池就采用了较薄的CdS 窗口层。要降低成本，就必须将CdTe 的沉积温度降到550 ℃以下，以适于使用廉价的玻璃作衬底;
实验室成果想要走向产业，必须经过组件以及生产模式的设计、研究和优化过程。
近年来，已经有许多国家的研究小组已经能够制造出转换效率12%以上的碲化镉薄膜太阳能电池。
在广泛深入的应用研究基础上，国际上许多国家的CdTe电池已由实验室研究阶段开始走向规模工业化生产。1998年美国的碲化镉薄膜太阳能电池产量只有0.2MW，而在2010年，美国第一光伏的年CoTe生产量达到了2.2GW，商业模块平均效率为11.7%，而生产成本却低至0.75美元/瓦，并且宣布在今后的几年内会更低。
碲化镉薄膜太阳能电池在生产成本大大低于晶体硅和其他材料的太阳能电池技术，其次它和太阳的光谱最一致，可吸收95%以上的阳光。标准工艺，低能耗，生命周期结束后，可回收，强弱光均可发电，温度越高表现越好。拥有这么多优势的碲化镉薄膜太阳能电池在全球市场占有率上已经开始向传统晶体硅太阳能电池发起了挑战，碲化镉薄膜太阳能电池的领军企业美国First Solar公司一度成为全球市值最高的太阳能电池企业。
然而，碲化镉太阳能电池自身也仍是有一些缺点。
折叠碲的储量
碲是地球上的稀有元素，发展碲化镉薄膜太阳能电池面临的首要问题就是地球上碲的储藏量是否能满足碲化镉太阳能电池组件的工业化规模生产及应用。过去碲是以铜，铅，锌等矿山的伴生矿副产品形式，也就是矿渣，以及冶炼厂的阳极泥等废料的形式存在。
虽然据相关报道，地球上已知有碲十数万吨，且130~140公斤碲即可以满足1MW碲化镉薄膜太阳能电池的生产需要，但是跟硅的储量根本无法相提并论。
折叠镉的危害
由于碲化镉薄膜太阳能电池含有重金属元素镉，使很多人担心碲化镉太阳能电池的生产和使用对环境的影响。多年来，一些公司和专家不愿步入碲化镉太阳能电池的开发和生产就是因为这个原因。
为此，美国布鲁克文国家实验室的科学家们专门研究了这个问题。他们系统研究了晶体硅太阳能电池、碲化镉太阳能电池与煤、石油、天然气等常规能源和核能的单位发电量的重金属排放量。在太阳能电池的分析中，考虑了将原始矿石加工得到制备太阳能电池所需材料、太阳能电池制备、太阳能电池的使用等全寿命周期过程。
研究结果表明，石油的镉排放量是最高的，达到44.3g/GWh，煤炭次之，为3.7g/GWh。而太阳能电池的排放量均小于1g/GWh，其中又以碲化镉的镉排放量最低，为0.3 g/GWh。与天然气相同，硅太阳能电池的镉排放量大约是碲化镉太阳能电池的两倍。