Obstajata dva načina pridobivanja sončne energije, eden je pretvorba svetlobne toplote v električno energijo, drugi pa neposredna pretvorba svetlobne električne energije.
1.Optična toplotna električna pretvorba
Način pretvorbe svetlobne toplote v električno energijo uporablja toplotno energijo, ki jo ustvari sončno sevanje, za proizvodnjo električne energije. Na splošno sončni kolektor pretvori absorbirano toplotno energijo v paro delovnega medija in nato poganja parno turbino za proizvodnjo električne energije. Prvi postopek je proces pretvorbe svetlobe toplote; Slednji proces je proces toplotne električne pretvorbe, ki je enak običajni toplotni proizvodnji energije. Pomanjkljivost sončne toplotne energije je nizka učinkovitost in visoka cena. Ocenjuje se, da je njena naložba vsaj 5 do 10-krat višja od naložbe v običajne termoelektrarne. Sončna termoelektrarna z močjo 1000 MW zahteva naložbo v višini 2-2,5 milijarde USD, s povprečno naložbo 2000-2500 USD za 1 kW. Zato se lahko uporablja le ob posebnih priložnostih v majhnem obsegu, uporaba v velikem obsegu pa ni ekonomična in ne more tekmovati z običajnimi termoelektrarnami ali jedrskimi elektrarnami.
2.Optična električna neposredna pretvorba
Proizvodnja električne energije s sončnimi celicami je narejena glede na fotoelektrične lastnosti določenih materialov. Črno telo (kot je sonce) seva elektromagnetne valove z različnimi valovnimi dolžinami (ki ustrezajo različnim frekvencam), kot so infrardeča, ultravijolična, vidna svetloba itd. Ko ti žarki obsevajo različne prevodnike ali polprevodnike, fotoni medsebojno delujejo s prostimi elektroni v prevodnikih ali polprevodnikih. za proizvodnjo toka. Čim krajša je valovna dolžina in večja kot je frekvenca žarkov, večjo energijo imajo. Na primer, energija ultravijoličnih žarkov je veliko višja od energije infrardečih žarkov. Vseh valovnih dolžin energije žarkov pa ni mogoče pretvoriti v električno energijo. Omeniti velja, da je fotonapetostni učinek neodvisen od intenzitete žarka. Tok se lahko ustvari šele, ko frekvenca doseže ali preseže prag, ki lahko povzroči fotovoltaični učinek. Največja valovna dolžina svetlobe, zaradi katere lahko polprevodnik ustvari fotonapetostni učinek, je povezana s širino reže polprevodnika. Na primer, širina prepovedanega pasu kristalnega silicija je približno 1,155 ev pri sobni temperaturi. Zato lahko svetloba z valovno dolžino, manjšo od 1100nm, povzroči, da kristalni silicij povzroči fotovoltaični učinek. Proizvodnja električne energije s sončnimi celicami je obnovljiv in okolju prijazen način pridobivanja električne energije, ki med procesom proizvodnje električne energije ne proizvaja toplogrednih plinov, kot je ogljikov dioksid, in ne onesnažuje okolja. Glede na proizvodni material je razdeljen na polprevodniške baterije na osnovi silicija, tankoplastne baterije CdTe, tankoplastne baterije CIGS, tankoplastne baterije, občutljive na barvilo, baterije iz organskih materialov itd. Silicijeve celice delimo na enokristalne celice, polikristalne celice in tankoslojne celice iz amorfnega silicija. Najpomembnejši parameter za sončne celice je učinkovitost pretvorbe. Med solarnimi celicami na osnovi silicija, razvitimi v laboratoriju, je izkoristek monokristalnih silicijevih celic 25,0 odstotka, izkoristek polikristalnih silicijevih celic 20,4 odstotka, izkoristek tankoslojnih celic CIGS 19,6 odstotka, izkoristek tankoslojnih celic CdTe je 16,7 odstotka, učinkovitost tankoslojnih celic iz amorfnega silicija (amorfnega silicija) pa 10,1 odstotka
