1、光-熱-電気変換方式

光熱電気変換方式は、日射によって発生する熱エネルギーを利用して発電する方式で、一般的には太陽集熱器から吸収した熱エネルギーをワークマスの蒸気に変換し、タービンを駆動して発電する。 前者は光から熱への変換プロセス、後者は通常の火力発電と同じように熱から電気への変換プロセスである。 太陽熱発電の欠点は、効率が悪く、コストが高いことで、通常の火力発電所の少なくとも5倍から10倍と言われている。 1000MWの太陽熱発電所には20〜25億米ドルの投資が必要であり、1kWの平均投資額は2,000〜2,500米ドルである。 したがって、小規模で特別な場合にしか使用できず、経済的に大規模な使用は非常に不経済であるだけでなく、通常の火力発電所や原子力発電所と競合することができません。

2、光電直接変換

太陽電池の発電は、作られた特定の材料の光起電力特性に基づいている。 太陽などの黒体からは、赤外線、紫外線、可視光線など、異なる波長（異なる周波数に相当）の電磁波が放射されています。 この光線を異なる導体や半導体に照射すると、光子は導体や半導体の自由電子と相互作用して電流を発生させる。 波長が短く、周波数が高いほど、光線のエネルギーは高くなり、例えば、紫外線は赤外線よりもはるかに高いエネルギーを持っています。 注目すべきは、光電効果は光線の強さに依存するのではなく、周波数が光電効果を生み出すことができる閾値に達するか、それを超える場合にのみ生じるという点である。 光起電力効果を発揮できる光の最大波長は、半導体の禁制帯幅と関係があり、例えば結晶シリコンの禁制帯幅は室温で約1.155eVなので、光起電力効果を発揮するには1100nm未満の波長の光が必要である。

太陽光発電の原理を簡単に説明すると、0.4μm～1.1μm（シリコン結晶の場合）の波長の太陽光を太陽電池で吸収し、光エネルギーを直接電気出力に変換するものである。