هناك طريقتان لتوليد الطاقة الشمسية ، أحدهما هو تحويل الكهرباء بالحرارة الخفيفة ، والآخر هو التحويل المباشر للكهرباء الخفيفة.
1- التحويل الكهربائي الحراري البصري
يستخدم وضع تحويل الكهرباء الحرارية الخفيفة الطاقة الحرارية الناتجة عن الإشعاع الشمسي لتوليد الكهرباء. بشكل عام ، يقوم المجمع الشمسي بتحويل الطاقة الحرارية الممتصة إلى بخار وسط العمل ، ثم يقوم بتشغيل التوربين البخاري لتوليد الكهرباء. العملية السابقة هي عملية تحويل الحرارة الخفيفة ؛ العملية الأخيرة هي عملية التحويل الكهربائي الحراري ، وهي نفس عملية توليد الطاقة الحرارية العادية. عيب توليد الطاقة الحرارية الشمسية هو كفاءتها المنخفضة وتكلفتها العالية. تشير التقديرات إلى أن استثماراتها تزيد بما لا يقل عن 5 إلى 10 مرات عن استثمارات محطات الطاقة الحرارية العادية. تتطلب محطة الطاقة الحرارية الشمسية 1000 ميجاوات استثمارًا بقيمة 2-2 .5 مليار دولار أمريكي ، بمتوسط استثمار يبلغ 2000-2500 دولارًا أمريكيًا لكل كيلوواط. لذلك ، لا يمكن استخدامه إلا في المناسبات الخاصة على نطاق صغير ، والاستخدام على نطاق واسع ليس اقتصاديًا ، ولا يمكنه التنافس مع محطات الطاقة الحرارية العادية أو محطات الطاقة النووية.
2-التحويل الكهربائي المباشر البصري
يتم توليد طاقة الخلايا الشمسية وفقًا للخصائص الكهروضوئية لمواد معينة. يشع الجسم الأسود (مثل الشمس) موجات كهرومغناطيسية بأطوال موجية مختلفة (تتوافق مع ترددات مختلفة) ، مثل الأشعة تحت الحمراء ، والأشعة فوق البنفسجية ، والضوء المرئي ، وما إلى ذلك. عندما تشع هذه الأشعة على موصلات أو أشباه موصلات مختلفة ، تتفاعل الفوتونات مع الإلكترونات الحرة في الموصلات أو أشباه الموصلات لإنتاج التيار. كلما كان الطول الموجي أقصر وكلما زاد تواتر الأشعة ، زادت طاقتها. على سبيل المثال ، طاقة الأشعة فوق البنفسجية أعلى بكثير من طاقة الأشعة تحت الحمراء. ومع ذلك ، لا يمكن تحويل كل الأطوال الموجية لطاقة الأشعة إلى طاقة كهربائية. تجدر الإشارة إلى أن التأثير الكهروضوئي مستقل عن شدة الشعاع. يمكن توليد التيار فقط عندما يصل التردد أو يتجاوز العتبة التي يمكن أن تنتج تأثيرًا ضوئيًا. الحد الأقصى للطول الموجي للضوء الذي يمكن أن يجعل أشباه الموصلات تنتج تأثيرًا ضوئيًا مرتبطًا بعرض فجوة النطاق لأشباه الموصلات. على سبيل المثال ، يبلغ عرض فجوة النطاق للسيليكون البلوري حوالي 1.155 فولت في درجة حرارة الغرفة. لذلك ، فإن الضوء الذي يقل طوله الموجي عن 11 0 0 نانومتر يمكن أن يجعل السيليكون المتبلور ينتج تأثيرًا ضوئيًا. يعد توليد الطاقة من الخلايا الشمسية طريقة لتوليد الطاقة المتجددة والصديقة للبيئة ، والتي لن تنتج غازات الدفيئة مثل ثاني أكسيد الكربون أثناء عملية توليد الطاقة ولن تلوث البيئة. وفقًا لمواد الإنتاج ، يتم تقسيمها إلى بطاريات أشباه الموصلات القائمة على السيليكون ، وبطاريات الأغشية الرقيقة CdTe ، وبطاريات الأغشية الرقيقة CIGS ، وبطاريات الأغشية الرقيقة الحساسة للصبغ ، وبطاريات المواد العضوية ، وما إلى ذلك. تنقسم خلايا السيليكون إلى خلايا بلورية مفردة ، وخلايا متعددة البلورات وخلايا رقيقة من السيليكون غير متبلور. أهم معلمة للخلايا الشمسية هي كفاءة التحويل. من بين الخلايا الشمسية القائمة على السيليكون التي تم تطويرها في المختبر ، تبلغ كفاءة خلايا السيليكون أحادي البلورية 25.0 بالمائة ، وكفاءة خلايا السيليكون متعدد الكريستالات 20.4 بالمائة ، وكفاءة خلايا الأغشية الرقيقة CIGS هي 19.6 بالمائة ، وكفاءة خلايا الأغشية الرقيقة CdTe هي 16.7 في المائة ، وكفاءة خلايا السليكون غير المتبلور (السليكون غير المتبلور) هي 10.1 في المائة
