Yra du saulės energijos gamybos būdai: vienas yra šviesos šilumos konvertavimas, o kitas - tiesioginis šviesos elektros energijos konvertavimas.
1. Optinė šiluminė elektros konversija
Šviesos šilumos elektros energijos konvertavimo režimas naudoja saulės spinduliuotės pagamintą šilumos energiją elektrai gaminti. Paprastai saulės kolektorius sugertą šilumos energiją paverčia darbinės terpės garais, o tada varo garo turbiną, kad generuotų elektrą. Pirmasis procesas yra šviesos šilumos konversijos procesas; Pastarasis procesas yra šiluminės elektros konversijos procesas, kuris yra toks pat kaip įprasta šiluminės energijos gamyba. Saulės šiluminės energijos gamybos trūkumas yra mažas efektyvumas ir didelė kaina. Skaičiuojama, kad jos investicijos yra bent 5–10 kartų didesnės nei įprastų šiluminių elektrinių. 1000 MW saulės šiluminei elektrinei reikia investuoti 2-2,5 mlrd. USD, o vidutinė investicija yra 2000-2500 USD už 1 kW. Todėl jis gali būti naudojamas tik ypatingomis progomis nedideliu mastu, o didelio masto naudojimas nėra ekonomiškas ir negali konkuruoti su įprastomis šiluminėmis elektrinėmis ar atominėmis elektrinėmis.
2.Optinė tiesioginė elektros konversija
Saulės elementų energija gaminama pagal konkrečių medžiagų fotoelektrines savybes. Juodasis kūnas (pavyzdžiui, saulė) spinduliuoja skirtingų bangų ilgių (atitinkančių skirtingus dažnius) elektromagnetines bangas, tokias kaip infraraudonoji, ultravioletinė, matoma šviesa ir kt. Kai šie spinduliai apšvitina skirtingus laidininkus ar puslaidininkius, fotonai sąveikauja su laisvais elektronais laidininkuose ar puslaidininkiuose. gaminti srovę. Kuo trumpesnis bangos ilgis ir kuo didesnis spindulių dažnis, tuo didesnė jų energija. Pavyzdžiui, ultravioletinių spindulių energija yra daug didesnė nei infraraudonųjų spindulių. Tačiau ne visi spindulių energijos bangos ilgiai gali būti paversti elektros energija. Verta paminėti, kad fotovoltinis efektas nepriklauso nuo spindulio intensyvumo. Srovę galima generuoti tik tada, kai dažnis pasiekia arba viršija slenkstį, galintį sukelti fotovoltinį efektą. Didžiausias šviesos bangos ilgis, dėl kurio puslaidininkis gali sukelti fotovoltinį efektą, yra susijęs su puslaidininkio juostos tarpo pločiu. Pavyzdžiui, kristalinio silicio juostos plotis kambario temperatūroje yra apie 1,155 ev. Todėl šviesa, kurios bangos ilgis mažesnis nei 1100 nm, gali priversti kristalinį silicį sukurti fotovoltinį efektą. Saulės elementų energijos gamyba – tai atsinaujinantis ir aplinkai nekenksmingas energijos gamybos būdas, kurio metu elektros energijos gamybos procese neišsiskiria šiltnamio efektą sukeliančių dujų, tokių kaip anglies dioksidas, ir neteršiama aplinka. Pagal gamybos medžiagas jis skirstomas į silicio pagrindu pagamintas puslaidininkines baterijas, CdTe plonos plėvelės baterijas, CIGS plonos plėvelės baterijas, dažais jautrintas plonasluoksnes baterijas, organinių medžiagų baterijas ir kt. Silicio elementai skirstomi į monokristalinius elementus, polikristalinius elementus. ir amorfinės silicio plonos plėvelės ląstelės. Svarbiausias saulės elementų parametras yra konversijos efektyvumas. Tarp laboratorijoje sukurtų silicio pagrindo saulės elementų monokristalinio silicio elementų efektyvumas yra 25,0 proc., polikristalinio silicio elementų efektyvumas yra 20,4 proc., CIGS plonasluoksnių elementų efektyvumas yra 19,6 proc., CdTe plonasluoksnių elementų efektyvumas. yra 16,7 proc., o amorfinio silicio (amorfinio silicio) plonasluoksnių elementų efektyvumas yra 10,1 proc.
