太阳能燃料电池联合系统由太阳能电池、燃料电池、电解剂、压缩机、贮氢瓶、功率分配器以及变换器等组成。太阳能燃料电池联合发电系统有两种运行方式：当日照充足时，太阳能电池阵列以满功率发电。由于白天用电负荷轻，光伏阵多余电能通过功率分配器流向电解剂，制出的氢气储存在氢气瓶中，在夜晚或阴天无日照时，燃料电池利用存储的氢气发电，供用户使用；当日照不足，光伏阵发出的电能不能满足负载需要时，启用燃料电池发电装置与太阳能阵列联合同时向负载供电。就原理上分析，太阳能燃料电池联合系统是完全能够实现的，其关键部分，如太阳电池、水电解制氢、氢的贮存与运输、燃料电池等，有的已达到了实用要求，有的已接近实用要求。当前，提高系统各部分的能量转换效率和系统的经济性仍然是最主要的研究目标；其次，为了加速系统的实用化进程，简化装置和提高可靠性依旧是不可忽视的问题。