دو راه تولید برق خورشیدی وجود دارد، یکی تبدیل برق گرمای سبک، دیگری تبدیل مستقیم برق سبک است.
1.تبدیل الکتریکی حرارتی نوری
حالت تبدیل الکتریسیته گرمای نور از انرژی گرمایی تولید شده توسط تابش خورشیدی برای تولید برق استفاده می کند. به طور کلی، جمع کننده خورشیدی انرژی گرمایی جذب شده را به بخار محیط کار تبدیل می کند، و سپس توربین بخار را برای تولید برق رانندگی می کند. فرایند سابق فرایند تبدیل حرارت نور است؛ فرایند اخیر فرایند تبدیل الکتریکی حرارتی است که همان تولید برق حرارتی معمولی است. نقطه ضعف تولید برق حرارتی خورشیدی کارایی پایین و هزینه بالای آن است. تخمین زده می شود که سرمایه گذاری آن حداقل ۵ ~ ۱۰ برابر ایستگاه های برق حرارتی معمولی باشد. یک ایستگاه برق حرارتی خورشیدی ۱۰MW نیاز به سرمایه گذاری ۲ تا ۲٫۵ میلیارد دلار آمریکا دارد که به طور متوسط سرمایه گذاری ۲۰ تا ۲۵۰۰ دلار آمریکا برای ۱کیو دبلیو است. بنابراین تنها در مناسبت های خاص در مقیاس کوچک قابل استفاده است و بهره برداری در مقیاس بزرگ اقتصادی نیست و نمی تواند با نیروگاه های حرارتی معمولی یا نیروگاه های هسته ای رقابت کند.
2.نوری الکتریکی تبدیل مستقیم
تولید برق سلول خورشیدی با توجه به خواص فتوالکتریک مواد خاص ساخته شده است. بلک بادی (مانند خورشید) امواج الکترومغناطیسی را با طول موج های مختلف (متناظر با فرکانس های مختلف)، مانند مادون قرمز، فرابنفش، نور مرئی و غیره تابش می کند. هنگامی که این پرتوها بر روی هادی ها یا نیمه هادی های مختلف تابش می کنند، فتون ها با الکترون های آزاد در هادی ها یا نیمه هادی ها تعامل می کنند تا جریان تولید کنند. هر چه طول موج کوتاه تر باشد و فرکانس پرتوها بیشتر باشد، انرژی آن ها بیشتر است. به عنوان مثال انرژی پرتوهای فرابنفش بسیار بیشتر از انرژی پرتوهای مادون قرمز است. با این حال، تمام طول موج های انرژی اشعه را نمی توان به انرژی الکتریکی تبدیل کرد. شایان ذکر است که اثر فتوولتیک مستقل از شدت اشعه است. جریان را می توان تنها زمانی تولید کرد که فرکانس به آستانه ای برسد یا از آن تجاوز کند که بتواند اثر فتوولتیک تولید کند. حداکثر طول موج نور که می تواند نیمه هادی را تولید اثر فتوولتایک کند مربوط به عرض شکاف باند نیمه هادی است. به عنوان مثال عرض شکاف باند سیلیکون کریستالی در دمای اتاق حدود ۱٫۱۵۵ev است. بنابراین نور با طول موج کمتر از ۱۱۰۰nm می تواند باعث شود سیلیکون کریستالی اثر فتوولتایک تولید کند. تولید برق سلول های خورشیدی یک روش تولید برق تجدیدپذیر و سازگار با محیط زیست است که در طول فرایند تولید برق گازهای گلخانه ای مانند دی اکسید کربن تولید نخواهد کرد و محیط زیست را آلوده نخواهد کرد. با توجه به مواد تولید، آن را به باتری های نیمه هادی مبتنی بر سیلیکون، باتری های فیلم نازک CdTe، باتری های فیلم نازک CIGS، باتری های فیلم نازک با حساسیت رنگ، باتری های مواد آلی و غیره تقسیم می شود. سلول های سیلیکونی به سلول های تک کریستالی، سلول های پلی کریستالی و سلول های فیلم نازک سیلیکونی بی شکل تقسیم می شوند. مهم ترین پارامتر برای سلول های خورشیدی بهره وری تبدیل است. در میان سلول های خورشیدی مبتنی بر سیلیکون توسعه یافته در آزمایشگاه، کارایی سلول های سیلیکونی تک کرستال ۲۵٫۰ درصد، کارایی سلول های سیلیکونی پلی کریستال ۲۰٫۴٪ ، کارایی سلول های فیلم نازک CIGS ۱۹٫۶٪ ، کارایی سلول های فیلم نازک CdTe ۱۶٫۷٪ و کارایی سیلیکون بی شکل (سیلیکون بی شکل) سلول های فیلم نازک ۱۰٫۱٪ است.
