Има два начина за генериране на слънчева енергия, единият е преобразуване на електроенергия от светлина, а другият е директно преобразуване на електроенергия от светлина.
1.Оптично топлинно електрическо преобразуване
Режимът на преобразуване на светлина и топлина използва топлинната енергия, генерирана от слънчевата радиация, за генериране на електричество. Обикновено слънчевият колектор преобразува абсорбираната топлинна енергия в пара на работната среда и след това задвижва парната турбина за генериране на електричество. Първият процес е лек процес на преобразуване на топлина; Последният процес е процес на термично електрическо преобразуване, който е същият като обикновеното производство на топлинна енергия. Недостатъкът на слънчевата топлинна енергия е ниската ефективност и високата цена. Смята се, че неговата инвестиция е поне 5 ~ 10 пъти по-висока от тази на обикновените топлоелектрически централи. Слънчева топлинна електроцентрала с мощност 1000 MW изисква инвестиция от $2-2,5 милиарда, със средна инвестиция от $2000-2500 за 1kW. Следователно, той може да се използва само при специални случаи в малък мащаб, а широкомащабното използване не е икономично и не може да се конкурира с обикновените топлоелектрически централи или атомни електроцентрали.
2.Оптично електрическо директно преобразуване
Генерирането на енергия от слънчеви клетки се извършва в съответствие с фотоелектричните свойства на конкретни материали. Черното тяло (като слънцето) излъчва електромагнитни вълни с различни дължини на вълната (съответстващи на различни честоти), като инфрачервена, ултравиолетова, видима светлина и т.н. Когато тези лъчи излъчват различни проводници или полупроводници, фотоните взаимодействат със свободни електрони в проводници или полупроводници за производство на ток. Колкото по-къса е дължината на вълната и колкото по-висока е честотата на лъчите, толкова по-висока е енергията им. Например енергията на ултравиолетовите лъчи е много по-висока от тази на инфрачервените лъчи. Въпреки това, не всички дължини на вълните на лъчева енергия могат да бъдат преобразувани в електрическа енергия. Струва си да се отбележи, че фотоволтаичният ефект не зависи от интензитета на лъча. Ток може да се генерира само когато честотата достигне или надвиши прага, който може да предизвика фотоволтаичен ефект. Максималната дължина на вълната на светлината, която може да накара полупроводника да произведе фотоволтаичен ефект, е свързана с ширината на забранената лента на полупроводника. Например ширината на забранената лента на кристален силиций е около 1,155 ev при стайна температура. Следователно светлината с дължина на вълната по-малка от 1100nm може да накара кристалния силиций да произвежда фотоволтаичен ефект. Производството на енергия от слънчеви клетки е възобновяем и екологичен метод за производство на енергия, който няма да произвежда парникови газове като въглероден диоксид по време на процеса на производство на електроенергия и няма да замърсява околната среда. Според производствените материали, той се разделя на силициеви полупроводникови батерии, CdTe тънкослойни батерии, CIGS тънкослойни батерии, багрилно чувствителни тънкослойни батерии, батерии от органичен материал и др. Силициевите клетки се разделят на монокристални клетки, поликристални клетки и тънкослойни клетки от аморфен силиций. Най-важният параметър за слънчевите клетки е ефективността на преобразуване. Сред базираните на силиций соларни клетки, разработени в лабораторията, ефективността на монокристалните силициеви клетки е 25,0 процента, ефективността на поликристалните силициеви клетки е 20,4 процента, ефективността на CIGS тънкослойните клетки е 19,6 процента, ефективността на CdTe тънкослойните клетки е 16,7 процента, а ефективността на тънкослойните клетки от аморфен силиций (аморфен силиций) е 10,1 процента
