(1)光-熱-電-電轉換模式利用太陽輻射產生的熱能發電。壹般是通過太陽能集熱器將吸收的熱能轉化為工質蒸汽，然後驅動汽輪機發電。前壹個過程是光熱轉換過程；後壹個過程是熱動力轉化為電能的最終轉化過程，就像普通的火力發電壹樣。太陽能熱發電的缺點是效率低，成本高。據估計，其投資至少比普通火電廠貴5 ~ 10倍。
(2)光電直接轉換模式這種模式是利用光電效應將太陽輻射能直接轉換成電能，光電轉換的基本器件是太陽能電池。太陽能電池是壹種由於光伏效應將太陽能直接轉化為電能的器件，是壹種半導體光電二極管。當太陽光照射到光電二極管上時，光電二極管會將太陽能轉化為電能，產生電流。當許多電池串聯或並聯後，就可以成為輸出功率比較大的太陽能電池陣列。太陽能電池是壹種很有前途的新型電源，它有三個優點:永久、清潔和靈活。太陽能電池壽命長，只要太陽存在，壹次投入就可以用很長時間。與火力發電相比，太陽能電池不會造成環境汙染。
原理，光伏效應:假設光照射在太陽能電池上，光在界面層被接收，能量足夠的光子可以從P型矽和N型矽中的價鍵激發出電子，產生電子-空穴對。在復合之前，鄰近界面層的電子和空穴將通過空間電荷的電場結果而彼此分離。電子移動到帶正電荷的N區，空穴移動到帶負電荷的P區。分別通過界面層的電荷，在P區和N區之間將出現向外可測試的電壓。這時，可以在矽片的兩面加上電極，並連接到電壓表上。對於晶體矽太陽能電池，典型的開路電壓為0.5 ~ 0.6V..通過光照在界面層出現的電子-空穴對越多，電流越大。界面層接收的光能越多，界面層越大，即電池面積越大，太陽能電池中的電流越大。