太阳能发电主要有两种形式，光热发电和
光伏发电。光热发电是利用太阳辐射所产生的热能发电，而
光伏发电是利用半导体材料的
光伏特性效应将太阳能直接转化为电能。
大多数人认为太阳能电池只能在晴朗的白天使用，其实不然。随着科学家们对太阳能电池研究的深入，可在夜晚发电的太阳能电池已经被成功研发出来了。澳大利亚国立大学开发出一种属性奇特的纳米超材料，该材料有着纳米级的微结构，由黄金和氟化镁组成，能向特定方向发出辐射，还能改变形状发出特殊的光。这种材料可以用来制作热光伏电池，并在黑暗中通过收集热量来发电。
“全天候”太阳能电池的工作原理是：当太阳光照射到太阳能电池时，并不是所有的太阳光都能被电池所吸收并转换为电能，只有部分可见光被有效转换为电能。为此，研究人员在电池中引入一种关键材料，使白天太阳光照时，这一太阳能电池光电转换效率略有提高，同时还能把未被吸收的可见光和近红外光的能量储存在这种材料中，并在夜晚以单色可见光的形式释放。此时，单色可见光又被光吸收剂吸收并转换为电能，从而实现了太阳能电池在白天和夜晚都可以发电。
除了夜晚外，阴天也能用太阳能电池。据报道，瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员使用钙钛矿材料作为捕光设备，并使用一种有机空穴运输材料取代传统电池中使用的电解液。这一方法将太阳能电池的转化效率提高到了15%，在阴天和人造光环境下也具有较高的转化效率。
相信经过科学家们的努力，未来太阳能电池的使用将越来越普及、便利。
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