Є два способи генерації сонячної енергії, один - це перетворення світлової теплової електроенергії, інший - пряме перетворення світлової електроенергії.
1. Оптичне теплове електричне перетворення
Режим перетворення світлового тепла в електроенергію використовує теплову енергію, що генерується сонячним випромінюванням, для виробництва електроенергії. Як правило, сонячний колектор перетворює поглинену теплову енергію в пару робочого середовища, а потім приводить в рух парову турбіну для виробництва електроенергії. Перший процес є процесом перетворення тепла; Останній процес є процесом термічного електричного перетворення, який є таким самим, як звичайне виробництво теплової енергії. Недоліком сонячної теплової генерації є її низька ефективність і висока вартість. За оцінками, його інвестиції принаймні в 5-10 разів вищі, ніж у звичайні теплові електростанції. Сонячна теплова електростанція потужністю 1000 МВт потребує інвестицій у розмірі 2-2,5 мільярдів доларів США із середніми інвестиціями 2000-2500 доларів США за 1 кВт. Тому його можна використовувати лише в особливих випадках у невеликих масштабах, а великомасштабне використання не є економічним, і воно не може конкурувати зі звичайними тепловими електростанціями чи атомними електростанціями.
2. Оптичне електричне пряме перетворення
Виробництво енергії сонячними елементами здійснюється відповідно до фотоелектричних властивостей конкретних матеріалів. Чорне тіло (наприклад, сонце) випромінює електромагнітні хвилі з різними довжинами хвиль (що відповідають різним частотам), наприклад, інфрачервоне, ультрафіолетове, видиме світло тощо. Коли ці промені випромінюють різні провідники або напівпровідники, фотони взаємодіють з вільними електронами в провідниках або напівпровідниках. виробляти струм. Чим коротша довжина хвилі і вища частота променів, тим більшу енергію вони мають. Наприклад, енергія ультрафіолетових променів значно вища, ніж інфрачервоних. Однак не всі довжини хвилі енергії променів можна перетворити в електричну енергію. Варто зазначити, що фотоелектричний ефект не залежить від інтенсивності променя. Струм може виникати лише тоді, коли частота досягає або перевищує порогове значення, яке може викликати фотоелектричний ефект. Максимальна довжина хвилі світла, яка може змусити напівпровідник створювати фотоелектричний ефект, пов’язана з шириною забороненої зони напівпровідника. Наприклад, ширина забороненої зони кристалічного кремнію становить приблизно 1,155 ев при кімнатній температурі. Отже, світло з довжиною хвилі менше 1100 нм може викликати фотоелектричний ефект кристалічного кремнію. Виробництво електроенергії на сонячних батареях — це відновлюваний та екологічно чистий метод виробництва електроенергії, який не вироблятиме парникових газів, таких як вуглекислий газ, під час виробництва електроенергії та не забруднює навколишнє середовище. За матеріалами виробництва він поділяється на кремнієві напівпровідникові батареї, тонкоплівкові батареї CdTe, тонкоплівкові батареї CIGS, чутливі до барвника тонкоплівкові батареї, батареї з органічних матеріалів тощо. Кремнієві елементи поділяються на монокристалічні елементи, полікристалічні елементи. і тонкоплівкові комірки з аморфного кремнію. Найважливішим параметром сонячних батарей є ефективність перетворення. Серед розроблених у лабораторії сонячних елементів на основі кремнію ефективність монокристалічних кремнієвих елементів становить 25,0 відсотка, ефективність полікристалічних кремнієвих елементів становить 20,4 відсотка, ефективність тонкоплівкових елементів CIGS становить 19,6 відсотка, ефективність тонкоплівкових елементів CdTe становить 16,7 відсотка, а ефективність тонкоплівкових елементів з аморфного кремнію (аморфного кремнію) становить 10,1 відсотка
