Päikeseenergia tootmiseks on kaks võimalust, üks on kerge soojusenergia muundamine, teine on kerge elektrienergia otsemuundamine.
1.Optiline termiline elektriline muundamine
Kerge soojuselektri muundamise režiim kasutab päikesekiirguse tekitatud soojusenergiat elektri tootmiseks. Üldiselt muundab päikesekollektor neeldunud soojusenergia töökeskkonna auruks ja juhib seejärel auruturbiini elektri tootmiseks. Esimene protsess on kerge soojuse muundamise protsess; Viimane protsess on termiline elektriline muundamise protsess, mis on sama, mis tavaline soojusenergia tootmine. Päikese soojusenergia tootmise puuduseks on selle madal efektiivsus ja kõrge hind. Hinnanguliselt on selle investeering tavaliste soojuselektrijaamade omast vähemalt 5–10 korda suurem. 1000 MW päikesesoojuselektrijaam nõuab investeeringut 2-2,5 miljardit USA dollarit, keskmine investeering on 2000-2500 USA dollarit 1 kW kohta. Seetõttu saab seda kasutada ainult erilistel puhkudel väikeses mahus ja suuremahuline kasutamine ei ole ökonoomne ega suuda konkureerida tavaliste soojuselektrijaamade või tuumaelektrijaamadega.
2.Optiline elektriline otsemuundamine
Päikesepatareide elektritootmine toimub vastavalt konkreetsete materjalide fotoelektrilistele omadustele. Must keha (näiteks päike) kiirgab erineva lainepikkusega elektromagnetlaineid (mis vastavad erinevatele sagedustele), nagu infrapuna, ultraviolett, nähtav valgus jne. Kui need kiired kiiritavad erinevaid juhte või pooljuhte, interakteeruvad footonid vabade elektronidega juhtides või pooljuhtides voolu tekitamiseks. Mida lühem on kiirte lainepikkus ja kõrgem sagedus, seda suurem on nende energia. Näiteks ultraviolettkiirte energia on palju suurem kui infrapunakiirte energia. Kuid mitte kõiki kiirteenergia lainepikkusi ei saa muundada elektrienergiaks. Väärib märkimist, et fotogalvaaniline efekt ei sõltu kiire intensiivsusest. Voolu saab genereerida ainult siis, kui sagedus jõuab või ületab läve, mis võib tekitada fotogalvaanilise efekti. Valguse maksimaalne lainepikkus, mis võib panna pooljuhi fotogalvaanilist efekti tekitama, on seotud pooljuhi ribalaiusega. Näiteks kristallilise räni ribalaius on toatemperatuuril umbes 1,155 ev. Seetõttu võib valgus, mille lainepikkus on alla 1100 nm, panna kristallilise räni tekitama fotogalvaanilist efekti. Päikesepatarei elektritootmine on taastuv ja keskkonnasõbralik elektritootmismeetod, mis ei tekita elektritootmise käigus kasvuhoonegaase, näiteks süsinikdioksiidi, ega saasta keskkonda. Tootmismaterjalide järgi jaotatakse see ränipõhisteks pooljuhtpatareideks, CdTe õhukesekile akudeks, CIGSi õhukese kile akudeks, värvainetega sensibiliseeritud õhukesekile akudeks, orgaanilisest materjalist akudeks jne. Ränielemendid jagunevad monokristallelementideks, polükristallilisteks elementideks. ja amorfse räni õhukese kilega rakud. Päikesepatareide kõige olulisem parameeter on muundamise efektiivsus. Laboris välja töötatud ränipõhistest päikesepatareidest on monokristalliliste ränielementide efektiivsus 25,0 protsenti, polükristalliliste ränielementide efektiivsus on 20,4 protsenti, CIGS õhukese kile elementide efektiivsus on 19,6 protsenti, CdTe õhukese kilega elementide efektiivsus. on 16,7 protsenti ja amorfse räni (amorfse räni) õhukese kile elementide efektiivsus on 10,1 protsenti
