Güneş enerjisi üretiminin iki yolu vardır, biri ışık-ısı-elektrik dönüşüm modu, diğeri ise ışık-elektriğin doğrudan dönüşüm modudur.
(1) Işık-ısı-elektrik dönüştürme yöntemi, elektrik üretmek için güneş radyasyonu tarafından üretilen ısıyı kullanır. Genel olarak, güneş kollektörü emilen ısıyı çalışma ortamının buharına dönüştürür ve daha sonra elektrik üretmek için buhar türbinini çalıştırır. İlk işlem, ışık-ısı dönüştürme işlemidir; İkincisi, sıradan termal güç üretimine benzer bir ısı-elektrik dönüştürme işlemidir. Termal güneş enerjisinin dezavantajı, veriminin çok düşük ve maliyetinin çok yüksek olmasıdır. Termik güneş enerjisi yatırımının, sıradan termik santrallere göre en az 5 ~ 10 kat daha pahalı olduğu tahmin edilmektedir. 1000MW'lık bir termik güneş enerjisi santrali, 2 milyar ila 2,5 milyar ABD doları arasında bir yatırım gerektirir ve 1kW için ortalama 2.000 ila 2.500 ABD doları yatırım gerekir. Bu nedenle sadece küçük ölçekte özel durumlar için kullanılabilirken, büyük ölçekli kullanım ekonomik olarak ekonomik değildir ve sıradan termik veya nükleer santrallerle rekabet edemez.
(2) Fotoelektrik doğrudan dönüşüm modu Bu mod, fotoelektrik etkiyi kullanmak içindir, güneş radyasyonu doğrudan elektrik enerjisine dönüştürülebilir, fotoelektrik dönüşümün temel cihazı güneş pilidir. Güneş pili, fotojenik volt etkisi nedeniyle güneş enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren bir cihazdır. Yarı iletken bir fotodiyottur. Güneş fotodiyot üzerine parladığında, fotodiyot güneş enerjisini elektrik enerjisine çevirecek ve akım üretecektir. Birçok hücre seri veya paralel bağlandığında, nispeten büyük bir çıkış gücüne sahip bir güneş pili dizisi oluşturabilirler. Güneş pili, kalıcılık, temizlik ve esneklik olmak üzere üç avantajı olan umut verici yeni bir güç kaynağıdır. Güneş pillerinin ömrü uzundur. Güneş var olduğu sürece güneş pilleri tek bir yatırımla uzun süre kullanılabilir. Termik enerji üretimi ve nükleer enerji üretimi ile karşılaştırıldığında, güneş pilleri çevre kirliliğine neden olmaz. Güneş pilleri, mega kilovatlık orta ölçekli bir elektrik santralinin boyutundan, diğer güç kaynaklarının eşi benzeri olmayan tek bir ev tipi güneş pili paketinin boyutuna kadar hem büyük hem de küçük olabilir.
