Esistono due modi di generazione di energia solare, uno è la conversione dell'elettricità del calore leggero, l'altro è la conversione diretta dell'elettricità leggera.
1. Conversione elettrica termica ottica
La modalità di conversione dell'elettricità del calore leggero utilizza l'energia termica generata dalla radiazione solare per generare elettricità. Generalmente, il collettore solare converte l'energia termica assorbita nel vapore del mezzo di lavoro e quindi aziona la turbina a vapore per generare elettricità. Il primo processo è il processo di conversione del calore leggero; Quest'ultimo processo è il processo di conversione termica elettrica, che è lo stesso della normale generazione di energia termica. Lo svantaggio della generazione di energia solare termica è la sua bassa efficienza e l'alto costo. Si stima che il suo investimento sia almeno 5 ~ 10 volte superiore a quello delle normali centrali termiche. Una centrale solare termica da 1000 MW richiede un investimento di 2-2,5 miliardi di dollari, con un investimento medio di 2000-2500 dollari per 1kW. Pertanto, può essere utilizzato solo in occasioni speciali su piccola scala e l'utilizzo su larga scala non è economico e non può competere con le normali centrali termiche o centrali nucleari.
2. Conversione elettrica ottica diretta
La generazione di energia delle celle solari è realizzata in base alle proprietà fotoelettriche di materiali specifici. Il corpo nero (come il sole) irradia onde elettromagnetiche con diverse lunghezze d'onda (corrispondenti a frequenze diverse), come infrarossi, ultravioletti, luce visibile, ecc. Quando questi raggi irradiano su diversi conduttori o semiconduttori, i fotoni interagiscono con elettroni liberi in conduttori o semiconduttori per produrre corrente. Più corta è la lunghezza d'onda e maggiore è la frequenza dei raggi, maggiore è l'energia che hanno. Ad esempio, l'energia dei raggi ultravioletti è molto più alta di quella dei raggi infrarossi. Tuttavia, non tutte le lunghezze d'onda dell'energia del raggio possono essere convertite in energia elettrica. Vale la pena notare che l'effetto fotovoltaico è indipendente dall'intensità del raggio. La corrente può essere generata solo quando la frequenza raggiunge o supera la soglia che può produrre effetto fotovoltaico. La lunghezza d'onda massima della luce che può far sì che il semiconduttore produca effetto fotovoltaico è correlata alla larghezza del gap di banda del semiconduttore. Ad esempio, la larghezza del gap di banda del silicio cristallino è di circa 1,155 ev a temperatura ambiente. Pertanto, la luce con una lunghezza d'onda inferiore a 1100nm può far sì che il silicio cristallino produca un effetto fotovoltaico. La generazione di energia a celle solari è un metodo di generazione di energia rinnovabile e rispettoso dell'ambiente, che non produrrà gas serra come l'anidride carbonica durante il processo di generazione di energia e non inquinerà l'ambiente. Secondo i materiali di produzione, è diviso in batterie a semiconduttore a base di silicio, batterie a film sottile CdTe, batterie a film sottile CIGS, batterie a film sottile sensibilizzate al colorante, batterie a materiale organico, ecc. Le celle al silicio sono divise in celle a cristallo singolo, celle policristalline e celle a film sottile di silicio amorfo. Il parametro più importante per le celle solari è l'efficienza di conversione. Tra le celle solari a base di silicio sviluppate in laboratorio, l'efficienza delle celle al silicio monocristallino è del 25,0%, l'efficienza delle celle in silicio policristallino è del 20,4%, l'efficienza delle celle a film sottile CIGS è del 19,6%, l'efficienza delle celle a film sottile CdTe è del 16,7% e l'efficienza delle celle a film sottile in silicio amorfo (silicio amorfo) è del 10,1%
