Existem duas maneiras de geração de energia solar, uma é a conversão de eletricidade de calor leve, a outra é a conversão direta de eletricidade de luz.
1. Conversão elétrica térmica óptica
O modo de conversão de eletricidade de calor leve usa a energia térmica gerada pela radiação solar para gerar eletricidade. Geralmente, o coletor solar converte a energia térmica absorvida em vapor do meio de trabalho e, em seguida, aciona a turbina a vapor para gerar eletricidade. O primeiro processo é o processo de conversão de calor leve; Este último processo é o processo de conversão termoelétrica, que é o mesmo que a geração de energia térmica comum. A desvantagem da geração de energia solar térmica é sua baixa eficiência e alto custo. Estima-se que o seu investimento seja pelo menos 5 ~ 10 vezes superior ao das centrais térmicas comuns. Uma usina de energia solar térmica de 1.000 MW requer um investimento de US$2-2,5 bilhões, com um investimento médio de US$2000-2500 para 1kW. Portanto, ele só pode ser usado em ocasiões especiais em pequena escala, e a utilização em larga escala não é econômica e não pode competir com usinas térmicas comuns ou usinas nucleares.
2. Conversão direta elétrica óptica
A geração de energia das células solares é feita de acordo com as propriedades fotoelétricas de materiais específicos. Corpo negro (como o sol) irradia ondas eletromagnéticas com diferentes comprimentos de onda (correspondentes a diferentes frequências), como infravermelho, ultravioleta, luz visível, etc. Quando esses raios irradiam em diferentes condutores ou semicondutores, os fótons interagem com elétrons livres em condutores ou semicondutores para produzir corrente. Quanto menor o comprimento de onda e quanto maior a frequência dos raios, maior a energia que eles têm. Por exemplo, a energia dos raios ultravioleta é muito maior do que a dos raios infravermelhos. No entanto, nem todos os comprimentos de onda da energia do raio podem ser convertidos em energia elétrica. Vale ressaltar que o efeito fotovoltaico é independente da intensidade do raio. A corrente pode ser gerada somente quando a frequência atinge ou excede o limite que pode produzir efeito fotovoltaico. O comprimento de onda máximo da luz que pode fazer o semicondutor produzir efeito fotovoltaico está relacionado com a largura do intervalo de banda do semicondutor. Por exemplo, a largura do intervalo de banda do silício cristalino é de cerca de 1,155 ev à temperatura ambiente. Portanto, a luz com comprimento de onda menor que 1100nm pode fazer com que o silício cristalino produza efeito fotovoltaico. A geração de energia por células solares é um método de geração de energia renovável e ecologicamente correto, que não produzirá gases de efeito estufa, como dióxido de carbono, durante o processo de geração de energia e não poluirá o meio ambiente. De acordo com os materiais de produção, é dividido em baterias de semicondutores à base de silício, baterias de filme fino CdTe, baterias de filme fino CIGS, baterias de filme fino sensibilizadas por corante, baterias de material orgânico, etc. As células de silício são divididas em células de cristal único, células policristalinas e células de filme fino de silício amorfo. O parâmetro mais importante para células solares é a eficiência de conversão. Entre as células solares à base de silício desenvolvidas em laboratório, a eficiência das células de silício monocristalino é de 25,0%, a eficiência das células de silício policristalino é de 20,4%, a eficiência das células de filme fino CIGS é de 19,6%, a eficiência das células de filme fino de CdTe é de 16,7 por cento, e a eficiência das células de filme fino de silício amorfo (silício amorfo) é de 10,1 por cento
