太陽光発電
太陽電池の単体の素子は「セル」(cell) と呼ばれる。素子中の電子に光エネルギーを吸収させ、光起電力効果によって直接的に電気エネルギーに変換する。(太陽電池#原理を参照)
1つのセルの出力電圧は通常 0.5-1.0V である。複数の太陽電池を積層したハイブリッド型や太陽電池#形態の観点による分類では1セルの出力電圧が高くなる。必要な電圧を得るために通常は複数のセルをハンダ付け等で直列接続する。薄膜型太陽電池では太陽電池を構成する薄膜の形成と並行して、セルの直列接続構造も造り込む(集積化)。
世界的に見て、日本の平均年間日照量は最も日照の多い海外地域の半分程度であるが、ドイツなどより多い。国内では冬期に晴天が少なく積雪の多い日本海側で日照量(発電量)が少なく、太平洋側で多くなる。
潜在的には必要量よりも桁違いに多い設備量(7984GWp = 約8TWp分)が導入可能と見積もられるが、実際の導入量は安定電力供給の電源構成上の観点から決まると見られる。導入可能な設備量は102GWp-202GWp程度とされる。建造物へのソーラーパネル設置により期待される導入量が多く、2008年時点で将来の導入可能量は戸建住宅53GWp(ギガワットピーク)、集合住宅22GWp、大型産業施設53GWp、公共施設14GWp、その他60GWpとされていた。実際の普及局面ではその他に含まれる野立てが大半を占めた。
2020年の太陽光発電の累計導入設備量は64.8GWで、日本の年間総発電量のうち約7.9%を発電した。
装置 送配電系統へ連結する場合、直流から交流へ、及び必要な商用電源周波数へ変換するためのインバータ装置が必要。
コスト 発電電力量当たりのコストが他の発電方法より割高である(#発電コストを参照)。 設置面積当たりの発電電力量が、集中型発電方式に比べて低い。 発電電力量に関してスケールメリットが効かず、規模を拡大しても発電効率が変わらない(コストにはスケールメリットがある)。 夜間には発電できず、昼間も天候等により発電電力量が大きく変動する。
発電環境 高温時に出力が落ちる(太陽熱発電と逆の特性。温度の影響参照)。 影やパネルの汚れ、火山灰、降雪等で太陽光を遮蔽されると、電力出力が落ちる。また、影はパネル全体にかからなくとも、部分的に影になるだけでも発電効率は大幅に低下する。
環境 十分な発電量を得るためには広い面積が必要であり、景観・自然環境への影響や災害リスクの増大が懸念される。具体的には、発電施設建設のため森林が伐採されることなどによる動植物の生息環境悪化や土砂災害の危険性が指摘されている。 人家近くに設置された場合、パネルで反射された太陽光による光害や熱中症が引き起こされる。 火災等で設備が破損した場合、日中はもちろんのこと夜間であっても、炎の光で発電が継続されてしまうため、設備が新たな発火の原因になったり、放水による漏電で消火作業中の消防隊員が感電したりする恐れがある。
2012年7月には再生可能エネルギーの固定買い取り制度が導入され、新規事業者の参入が相次いだが、その後の買い取り価格の段階的な引き下げで市場拡大のペースが鈍化、事業者の乱立の影響もあり競争は激化し、早くも淘汰の時代に入り、倒産業者数も2015年度には54件と前年度比較で倍増、2016年には1月ー9月だけで42件(負債総額185億200万円)に上った。2016年には日本ロジテック協同組合(東京都)、太陽エナジー販売(神奈川県)、サン・エコイング(兵庫県)などが倒産した。
2015年4月30日、東京証券取引所がインフラファンド市場を創設し、太陽光発電を投資対象とする投資法人が上場している。
国内ではメガソーラーなどの大規模発電に適した土地が少なくなっている。2018年において住宅の屋根に太陽光発電を置いているのは全国で約200万戸であり、これは住宅全体の7%である。国民が多額の費用を負担することにより太陽光発電の普及を後押しする買い取り制度について、19年には50万件・200万キロワット分の太陽光発電の買い取り義務が終わる。太陽光発電協会は50年に2億キロワットの国内累積導入量を目指す長期目標を立てた。