在地球环境污染和能源形势的变化日趋严峻的背景下,太阳能作为绿色能源越来越受到世界各国的重视。光伏发电是太阳能利用的主要形式,具有广阔的发展前景。随着光伏组件价格的不断降低和光伏技术的发展,太阳能光伏发电系统将逐渐由现在的补充能源向替代能源过渡。为此,本文综述了太阳能发电系统研究的发展概况、研究动态及应用前景。并对家用太阳能发电系统做了一系列的研制。首先,对光伏电池的工作机理及输出特性进行详细的分析,并根据光伏电池的物理机制和数学公式建立了光伏电池的Matlab仿真模型,该模型能对任意功率等级的电池进行快速的特性仿真,仿真结果与光伏阵列的实际输出特性有较好的一致性,为光伏发电系统的仿真提供可能。在此基础上,对几种最大功率跟踪控制方法进行分析比较,并提出了改进的双模式最大功率点跟踪控制方法。其次,设计了前级Buck降压电路,应用Matlab/Simulink中的Power system工具箱搭建了Buck电路模型,并进行了仿真实验研究。在文中应用了双向变换器,它在该系统中承担了双向输送能量的任务。通过系统的能流模型分析了其运行原理,详细给出系统双向变换器的双向选通控制策略和延时同步整流控制策略。再次,介绍了一种用高效的80C196KC单片机实现正弦波脉宽调制、逆变电路保护,以及这种逆变器的整体设计和工作原理。最后,给出对所做工作的总结和进一步研究的设想。