Il existe deux manières de générer de l'énergie solaire, l'une est la conversion de l'électricité par la chaleur légère, l'autre est la conversion directe de l'électricité par la lumière.
1.Conversion électrique thermique optique
Le mode de conversion lumière chaleur électricité utilise l'énergie thermique générée par le rayonnement solaire pour produire de l'électricité. Généralement, le capteur solaire convertit l'énergie thermique absorbée en vapeur du milieu de travail, puis entraîne la turbine à vapeur pour générer de l'électricité. Le premier processus est un processus de conversion de chaleur légère; Ce dernier processus est le processus de conversion électrique thermique, qui est le même que la production d'énergie thermique ordinaire. L'inconvénient de la production d'énergie solaire thermique est sa faible efficacité et son coût élevé. On estime que son investissement est au moins 5 à 10 fois supérieur à celui des centrales thermiques ordinaires. Une centrale solaire thermique de 1 000 MW nécessite un investissement de 2-2,5 milliard de dollars US, avec un investissement moyen de 2000-2500 $ US pour 1 kW. Par conséquent, il ne peut être utilisé que lors d'occasions spéciales à petite échelle, et une utilisation à grande échelle n'est pas économique, et il ne peut pas rivaliser avec les centrales thermiques ordinaires ou les centrales nucléaires.
2.Conversion directe électrique optique
La production d'énergie des cellules solaires est réalisée en fonction des propriétés photoélectriques de matériaux spécifiques. Le corps noir (comme le soleil) émet des ondes électromagnétiques de différentes longueurs d'onde (correspondant à différentes fréquences), telles que l'infrarouge, l'ultraviolet, la lumière visible, etc. Lorsque ces rayons irradient sur différents conducteurs ou semi-conducteurs, les photons interagissent avec les électrons libres dans les conducteurs ou les semi-conducteurs. produire du courant. Plus la longueur d'onde est courte et plus la fréquence des rayons est élevée, plus leur énergie est élevée. Par exemple, l'énergie des rayons ultraviolets est beaucoup plus élevée que celle des rayons infrarouges. Cependant, toutes les longueurs d'onde de l'énergie des rayons ne peuvent pas être converties en énergie électrique. Il est à noter que l'effet photovoltaïque est indépendant de l'intensité du rayonnement. Le courant ne peut être généré que lorsque la fréquence atteint ou dépasse le seuil pouvant produire un effet photovoltaïque. La longueur d'onde maximale de la lumière qui peut amener le semi-conducteur à produire un effet photovoltaïque est liée à la largeur de bande interdite du semi-conducteur. Par exemple, la largeur de bande interdite du silicium cristallin est d'environ 1,155ev à température ambiante. Par conséquent, la lumière avec une longueur d'onde inférieure à 1100nm peut faire en sorte que le silicium cristallin produise un effet photovoltaïque. La production d'énergie par cellules solaires est une méthode de production d'énergie renouvelable et respectueuse de l'environnement, qui ne produira pas de gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone pendant le processus de production d'électricité et ne polluera pas l'environnement. Selon les matériaux de production, il est divisé en batteries à semi-conducteurs à base de silicium, batteries à couche mince CdTe, batteries à couche mince CIGS, batteries à couche mince à colorant, batteries en matériau organique, etc. Les cellules de silicium sont divisées en cellules monocristallines, cellules polycristallines et des cellules à couches minces de silicium amorphe. Le paramètre le plus important pour les cellules solaires est le rendement de conversion. Parmi les cellules solaires à base de silicium développées en laboratoire, l'efficacité des cellules en silicium monocristallin est de 25,0 %, l'efficacité des cellules en silicium polycristallin est de 20,4 %, l'efficacité des cellules à couche mince CIGS est de 19,6 %, l'efficacité des cellules à couche mince CdTe est de 16,7 % et l'efficacité des cellules à couche mince de silicium amorphe (silicium amorphe) est de 10,1 %
