Постоје два начина за производњу соларне енергије, један је претварање лаке топлотне електричне енергије, други је директна конверзија лаке електричне енергије.
1.Оптичка термичка електрична конверзија
Режим конверзије светлосне топлотне електричне енергије користи топлотну енергију генерисану сунчевим зрачењем за производњу електричне енергије. Генерално, соларни колектор претвара апсорбовану топлотну енергију у пару радног медија, а затим покреће парну турбину да производи електричну енергију. Први процес је процес конверзије светлости топлоте; Последњи процес је процес термалне електричне конверзије, који је исти као и обична производња топлотне енергије. Недостатак соларне топлотне енергије је њена ниска ефикасност и висока цена. Процењује се да је његова инвестиција најмање 5 ~ 10 пута већа од улагања у обичне термоелектране. Соларна термоелектрана од 1000 МВ захтева улагање од 2-2,5 милијарди УСД, са просечном инвестицијом од 2000-2500 УСД за 1кВ. Због тога се може користити само у посебним приликама у малом обиму, а употреба великих размера није економична и не може се такмичити са обичним термоелектранама или нуклеарним електранама.
2.Оптичка електрична директна конверзија
Производња енергије соларних ћелија се врши према фотоелектричним својствима одређених материјала. Црно тело (као што је сунце) зрачи електромагнетне таласе различитих таласних дужина (које одговарају различитим фреквенцијама), као што су инфрацрвена, ултраљубичаста, видљива светлост, итд. Када ови зраци зраче на различите проводнике или полупроводнике, фотони ступају у интеракцију са слободним електронима у проводницима или полупроводницима да производи струју. Што је краћа таласна дужина и што је већа фреквенција зрака, то је њихова енергија већа. На пример, енергија ултраљубичастих зрака је много већа од енергије инфрацрвених зрака. Међутим, не могу се све таласне дужине енергије зрака претворити у електричну енергију. Вреди напоменути да је фотонапонски ефекат независан од интензитета зрака. Струја се може генерисати само када фреквенција достигне или премаши праг који може произвести фотонапонски ефекат. Максимална таласна дужина светлости која може да учини да полупроводник произведе фотонапонски ефекат је повезана са ширином појасног појаса полупроводника. На пример, ширина појасног појаса кристалног силицијума је око 1,155ев на собној температури. Стога, светлост са таласном дужином мањом од 1100нм може учинити да кристални силицијум производи фотонапонски ефекат. Производња енергије од соларних ћелија је обновљив и еколошки прихватљив метод производње енергије, који неће производити гасове стаклене баште као што је угљен-диоксид током процеса производње енергије и неће загађивати животну средину. Према материјалима за производњу, подељен је на полупроводничке батерије на бази силицијума, танкослојне батерије ЦдТе, танкослојне батерије ЦИГС, танкослојне батерије осетљиве на боје, батерије од органских материјала итд. и ћелије танког филма аморфног силицијума. Најважнији параметар за соларне ћелије је ефикасност конверзије. Међу соларним ћелијама на бази силицијума развијеним у лабораторији, ефикасност монокристалних силицијумских ћелија је 25,0 одсто, ефикасност поликристалних силицијумских ћелија је 20,4 одсто, ефикасност ћелија танког филма ЦИГС је 19,6 одсто, ефикасност ћелија танког филма ЦдТе је 16,7 одсто, а ефикасност ћелија танког филма аморфног силицијума (аморфног силицијума) је 10,1 одсто
