Ir divi saules enerģijas ražošanas veidi, viens ir gaismas siltumenerģijas pārveidošana, otrs ir gaismas elektroenerģijas tiešā pārveide.
1.Optiskā termiskā elektriskā pārveide
Gaismas siltumenerģijas pārveidošanas režīmā elektroenerģijas ražošanai tiek izmantota saules starojuma radītā siltumenerģija. Parasti saules kolektors absorbēto siltumenerģiju pārvērš darba vides tvaikā un pēc tam vada tvaika turbīnu, lai ražotu elektroenerģiju. Iepriekšējais process ir gaismas siltuma pārveidošanas process; Pēdējais process ir termiskās elektriskās pārveidošanas process, kas ir tāds pats kā parastā siltumenerģijas ražošana. Saules siltumenerģijas ražošanas trūkums ir tās zemā efektivitāte un augstās izmaksas. Tiek lēsts, ka tās investīcijas ir vismaz 5–10 reizes lielākas nekā parastajām termoelektrostacijām. 1000 MW saules termoelektrostacijai ir nepieciešams ieguldījums USD 2-2,5 miljardu apmērā, un vidējais ieguldījums ir USD 2000-2500 par 1 kW. Tāpēc to var izmantot tikai īpašos gadījumos nelielā mērogā, un liela mēroga izmantošana nav ekonomiska, un tā nevar konkurēt ar parastajām termoelektrostacijām vai atomelektrostacijām.
2.Optiskā elektriskā tiešā pārveidošana
Saules elementu enerģijas ražošana tiek veikta atbilstoši konkrētu materiālu fotoelektriskajām īpašībām. Melnais ķermenis (piemēram, saule) izstaro elektromagnētiskos viļņus ar dažādu viļņu garumu (kas atbilst dažādām frekvencēm), piemēram, infrasarkano, ultravioleto, redzamo gaismu utt. Kad šie stari izstaro dažādus vadītājus vai pusvadītājus, fotoni mijiedarbojas ar brīvajiem elektroniem vadītājos vai pusvadītājos. lai ražotu strāvu. Jo īsāks ir viļņa garums un augstāka staru frekvence, jo lielāka ir to enerģija. Piemēram, ultravioleto staru enerģija ir daudz lielāka nekā infrasarkano staru enerģija. Tomēr ne visus staru enerģijas viļņu garumus var pārvērst elektroenerģijā. Ir vērts atzīmēt, ka fotoelektriskais efekts nav atkarīgs no stara intensitātes. Strāvu var ģenerēt tikai tad, ja frekvence sasniedz vai pārsniedz slieksni, kas var radīt fotoelektrisko efektu. Maksimālais gaismas viļņa garums, kas var likt pusvadītājam radīt fotoelektrisko efektu, ir saistīts ar pusvadītāja joslas spraugas platumu. Piemēram, kristāliskā silīcija joslas spraugas platums istabas temperatūrā ir aptuveni 1,155 ev. Tāpēc gaisma, kuras viļņa garums ir mazāks par 1100 nm, var likt kristāliskajam silīcijam radīt fotoelektrisko efektu. Saules elementu enerģijas ražošana ir atjaunojama un videi draudzīga elektroenerģijas ražošanas metode, kas elektroenerģijas ražošanas procesā neradīs siltumnīcefekta gāzes, piemēram, oglekļa dioksīdu, un nepiesārņos vidi. Atbilstoši ražošanas materiāliem tas ir sadalīts pusvadītāju baterijās uz silīcija bāzes, CdTe plānās plēves baterijās, CIGS plānās plēves baterijās, ar krāsvielām jutīgās plānās plēves baterijās, organisko materiālu baterijās utt. Silīcija šūnas tiek iedalītas vienkristāla šūnās, polikristāliskajos elementos. un amorfās silīcija plānslāņa šūnas. Vissvarīgākais saules bateriju parametrs ir konversijas efektivitāte. No laboratorijā izstrādātajām silīcija bāzes saules baterijām monokristāliskā silīcija elementu efektivitāte ir 25,0 procenti, polikristāliskā silīcija elementu efektivitāte ir 20,4 procenti, CIGS plānās plēves elementu efektivitāte ir 19,6 procenti, CdTe plānslāņa elementu efektivitāte ir 20,4 procenti. ir 16,7 procenti, un amorfā silīcija (amorfā silīcija) plānslāņa šūnu efektivitāte ir 10,1 procenti
