Postoje dva načina za proizvodnju solarne energije, jedan je pretvaranje lagane toplotne električne energije, drugi je direktna konverzija svjetlosne električne energije.
1.Optička termička električna konverzija
Način konverzije svjetlosne toplinske električne energije koristi toplinsku energiju generiranu sunčevim zračenjem za proizvodnju električne energije. Općenito, solarni kolektor pretvara apsorbiranu toplinsku energiju u paru radnog medija, a zatim pokreće parnu turbinu da proizvodi električnu energiju. Prvi proces je proces pretvaranja lagane topline; Potonji proces je proces termalne električne konverzije, koji je isti kao i obična proizvodnja toplinske energije. Nedostatak solarne termalne energije je njena niska efikasnost i visoka cijena. Procjenjuje se da je njegova investicija najmanje 5 ~ 10 puta veća od ulaganja u obične termoelektrane. Solarna termoelektrana od 1000 MW zahtijeva investiciju od 2-2,5 milijardi USD, uz prosječnu investiciju od 2000-2500 USD za 1kW. Stoga se može koristiti samo u posebnim prilikama u malom obimu, a korištenje velikih razmjera nije ekonomično i ne može konkurirati običnim termoelektranama ili nuklearnim elektranama.
2.Optička električna direktna konverzija
Proizvodnja energije solarnih ćelija se vrši prema fotoelektričnim svojstvima određenih materijala. Crno tijelo (kao što je sunce) zrači elektromagnetne talase različitih talasnih dužina (koje odgovaraju različitim frekvencijama), kao što su infracrveno, ultraljubičasto, vidljivo svetlo, itd. Kada ovi zraci zrače na različite provodnike ili poluprovodnike, fotoni stupaju u interakciju sa slobodnim elektronima u provodnicima ili poluprovodnicima za proizvodnju struje. Što je kraća talasna dužina i što je veća frekvencija zraka, to je njihova energija veća. Na primjer, energija ultraljubičastih zraka je mnogo veća od energije infracrvenih zraka. Međutim, ne mogu se sve valne dužine energije zraka pretvoriti u električnu energiju. Vrijedi napomenuti da je fotonaponski efekat neovisan o intenzitetu zraka. Struja se može generirati samo kada frekvencija dostigne ili premaši prag koji može proizvesti fotonaponski efekat. Maksimalna talasna dužina svetlosti koja može da natera poluprovodnik da proizvede fotonaponski efekat povezana je sa širinom pojasnog pojasa poluprovodnika. Na primjer, širina pojasnog pojasa kristalnog silicijuma je oko 1,155 ev na sobnoj temperaturi. Stoga, svjetlost sa talasnom dužinom manjom od 1100nm može učiniti da kristalni silicijum proizvodi fotonaponski efekat. Proizvodnja energije od solarnih ćelija je obnovljiva i ekološki prihvatljiva metoda proizvodnje energije, koja neće proizvoditi stakleničke plinove kao što je ugljični dioksid tokom procesa proizvodnje električne energije i neće zagađivati okoliš. Prema materijalima za proizvodnju, dijeli se na poluvodičke baterije na bazi silikona, tankoslojne CdTe baterije, tankoslojne baterije CIGS, tankoslojne baterije osjetljive na boje, baterije od organskog materijala, itd. Silikonske ćelije se dijele na monokristalne ćelije, polikristalne ćelije i ćelije tankog filma amorfnog silicija. Najvažniji parametar za solarne ćelije je efikasnost konverzije. Među solarnim ćelijama na bazi silicijuma koje su razvijene u laboratoriji, efikasnost monokristalnih silicijumskih ćelija je 25,0 odsto, efikasnost polikristalnih silicijumskih ćelija je 20,4 odsto, efikasnost ćelija tankog filma CIGS je 19,6 odsto, efikasnost ćelija tankog filma CdTe iznosi 16,7 posto, a efikasnost ćelija tankog filma amorfnog silicijuma (amorfnog silicija) je 10,1 posto
