Có hai phương pháp để sản xuất điện từ năng lượng mặt trời, một là phương pháp chuyển đổi quang nhiệt thành điện, hai là phương pháp chuyển đổi quang điện trực tiếp.
(1) Phương pháp chuyển đổi quang năng sử dụng nhiệt lượng do bức xạ mặt trời tạo ra để tạo ra điện năng. Nói chung, bộ thu năng lượng mặt trời chuyển đổi nhiệt hấp thụ thành hơi của chất lỏng hoạt động, và sau đó điều khiển tuabin hơi để tạo ra điện. Quá trình trước đây là quá trình chuyển đổi ánh sáng thành nhiệt. Sau đó là chuyển động nhiệt, giống như quá trình sinh nhiệt truyền thống, chuyển động nhiệt cuối cùng được chuyển thành năng lượng điện. Nhược điểm của sản xuất nhiệt điện mặt trời là hiệu suất thấp và giá thành cao. Mức đầu tư ước tính của nó ít nhất gấp 5 đến 10 lần so với các nhà máy nhiệt điện truyền thống.
(2) Phương pháp biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện. Phương pháp này sử dụng hiệu ứng quang điện để chuyển đổi trực tiếp năng lượng bức xạ mặt trời thành năng lượng điện. Nó là thiết bị cơ bản chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện. Điện năng là pin mặt trời. Pin mặt trời là thiết bị biến đổi trực tiếp năng lượng ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện do hiệu ứng quang điện. Nó là một điốt quang bán dẫn. Khi mặt trời chiếu vào điốt quang, điốt quang sẽ chuyển quang năng của mặt trời thành năng lượng điện để tạo ra điện năng. Khi nhiều pin được mắc nối tiếp hoặc song song, có thể hình thành một mảng vuông gồm các pin có công suất đầu ra tương đối lớn. Pin mặt trời là một nguồn năng lượng mới đầy hứa hẹn với ba ưu điểm chính: bền bỉ, sạch sẽ và linh hoạt. Pin năng lượng mặt trời có tuổi thọ cao. Miễn là có ánh sáng mặt trời, pin mặt trời là đầu tư một lần và sử dụng lâu dài, so với sản xuất nhiệt điện, pin mặt trời sẽ không gây ô nhiễm môi trường.
Nguyên lý, hiệu ứng quang điện: Giả sử rằng ánh sáng phát ra ánh sáng trên pin mặt trời và nhận được ánh sáng tại mặt phân cách, các photon có đủ năng lượng có thể kích thích các điện tử tạo ra bởi các liên kết cộng hóa trị trong pin mặt trời, do đó tạo ra các lỗ trống silicon loại P và loại N. sang điện tử. Trước khi tái kết hợp, các điện tử và lỗ trống gần mặt phân cách sẽ bị tách ra khỏi nhau bởi điện trường của điện tích không gian. Các êlectron di chuyển đến khu vực N tích điện dương, và các lỗ trống di chuyển đến khu vực P tích điện âm. Điện tích đi qua lớp phân cách sẽ tạo ra một hiệu điện thế có thể đo được bên ngoài giữa khu vực P và khu vực N. Tại thời điểm này, các điện cực có thể được thêm vào cả hai mặt của tấm silicon và kết nối với một vôn kế. Đối với pin mặt trời silicon tinh thể, giá trị điển hình của hiệu điện thế mạch hở là 0,5 đến 0,6V. Càng nhiều cặp electron-lỗ trống được tạo ra trên lớp cách ly quang học, thì dòng điện càng lớn. Năng lượng ánh sáng nhận được càng nhiều, lớp giao diện càng lớn, nghĩa là diện tích tế bào càng lớn thì dòng điện hình thành trong pin mặt trời càng lớn.
