太陽(yáng)能熱水器是將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化為熱能的加熱裝置，將水從低溫加熱到高溫，以滿足人們?cè)谏?、生產(chǎn)中的熱水使用。太陽(yáng)能熱水器按結(jié)構(gòu)形式分為真空管式太陽(yáng)能熱水器和平板式太陽(yáng)能熱水器，主要以真空管式太陽(yáng)能熱水器為主，占據(jù)國(guó)內(nèi)95%的市場(chǎng)份額。真空管式家用太陽(yáng)能熱水器是由集熱管、儲(chǔ)水箱及支架等相關(guān)零配件組成，把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成熱能主要依靠真空集熱管，真空集熱管利用熱水上浮冷水下沉的原理，使水產(chǎn)生微循環(huán)而得到所需熱水。

①光—熱—電轉(zhuǎn)換。即利用太陽(yáng)輻射所產(chǎn)生的熱能發(fā)電。一般是用太陽(yáng)能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換為工質(zhì)的蒸汽，然后由蒸汽驅(qū)動(dòng)氣輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。前一過(guò)程為光—熱轉(zhuǎn)換，后一過(guò)程為熱—電轉(zhuǎn)換。

②光—電轉(zhuǎn)換。其基本原理是利用光生伏應(yīng)將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能，它的基本裝置是太陽(yáng)能電池。

光化利用：這是一種利用太陽(yáng)輻射能直接分解水制氫的光—化學(xué)轉(zhuǎn)換方式。

光生物利用：通過(guò)植物的光合作用來(lái)實(shí)現(xiàn)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成為生物質(zhì)的過(guò)程。主要有速生植物（如薪炭林）、油料作物和巨型海藻。

所采用的材料必須滿足以下兩個(gè)條件:①在太陽(yáng)光譜內(nèi)吸收光線程度高,即有盡量高的吸收率α;②在熱輻射波長(zhǎng)范圍內(nèi)有盡可能低的輻射損失,即有盡可能低的發(fā)射率γ。一般來(lái)說(shuō),對(duì)同一波長(zhǎng)而言,材料的吸收率和發(fā)射率有同樣的數(shù)值,即吸收率高則相應(yīng)的發(fā)射率也高。但吸收率α與反射率γ及透射率t滿足如下關(guān)系:α+γ+ t= 1。對(duì)于不透明材料由于t= 0,則α+γ= 1。而對(duì)于黑色物體來(lái)說(shuō),γ= 0,則α= 1。根據(jù)以上討論可知,有效的太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換材料是在太陽(yáng)光譜范圍內(nèi),即λ 2μm,即熱輻射波長(zhǎng)范圍內(nèi),有ε= 0(即γ≈ 1或α≈ 0),一般將具備這一特性的涂層材料稱為選擇性吸收材料。如不完全滿足以上條件,在熱輻射波長(zhǎng)范圍內(nèi)ε值較大,盡管太陽(yáng)光譜α≈ 1,仍有很大的熱輻射損失,這類(lèi)材料通常稱為非選擇性涂層材料。

平板式太陽(yáng)能熱水器為頂水方式工作，真空管太陽(yáng)能熱水器也可實(shí)行頂水工作的方式，水箱內(nèi)可以采用夾套或盤(pán)管方式。頂水工作的優(yōu)點(diǎn)是供水壓力為自來(lái)水壓力，比自然重力式壓力大，尤其是安裝高度不高時(shí)，其特點(diǎn)是使用過(guò)程中水溫先高后低，容易掌握，使用者容易適應(yīng)，但是要求自來(lái)水保持供水能力。頂水工作方式的太陽(yáng)能熱水器比重力式熱水器成本大，價(jià)格高。