Obstajata dva načina pridobivanja sončne energije, eden je način pretvorbe svetlobe-toplote-elektrike, drugi je način neposredne pretvorbe svetlobe-elektrike.
(1) Metoda pretvorbe svetlobe-toplote-elektrika uporablja toploto, ki jo ustvari sončno sevanje, za proizvodnjo električne energije. Na splošno sončni kolektor pretvori absorbirano toploto v paro delovnega medija in nato poganja parno turbino za proizvodnjo električne energije. Prvi postopek je proces pretvorbe svetlobe v toploto; Pri slednjem gre za proces pretvorbe toplotne in električne energije, podoben običajni proizvodnji toplotne energije. Pomanjkljivost sončne toplotne energije je, da je izkoristek zelo nizek in stroški zelo visoki. Ocenjuje se, da je naložba v sončno termoelektrarno najmanj 5 do 10-krat dražja od naložbe v navadne termoelektrarne. Sončna termalna elektrarna z močjo 1000MW zahteva naložbo od 2 do 2,5 milijarde USD, s povprečno naložbo od 2000 do 2500 USD za 1 kW. Zato se lahko uporablja le v manjšem obsegu za posebne priložnosti, medtem ko je velika uporaba ekonomsko neekonomična in ne more konkurirati običajnim termo ali jedrskim elektrarnam.
(2) Način neposredne fotoelektrične pretvorbe Ta način je uporaba fotoelektričnega učinka, sončno sevanje se lahko neposredno pretvori v električno energijo, osnovna naprava fotoelektrične pretvorbe je sončna celica. Sončna celica je naprava, ki pretvarja sončno energijo neposredno v električno zaradi fotogenega volt efekta. Je polprevodniška fotodioda. Ko sonce obsije fotodiodo, bo fotodioda pretvorila sončno energijo v električno energijo in ustvarila tok. Ko je več celic zaporedno ali vzporedno povezanih, lahko tvorijo niz sončnih celic z relativno veliko izhodno močjo. Sončna celica je obetaven nov vir energije, ki ima tri prednosti: trajnost, čistost in prilagodljivost. Sončne celice imajo dolgo življenjsko dobo. Dokler je sonce, lahko sončne celice z eno naložbo uporabljamo dolgo časa. V primerjavi s proizvodnjo toplotne in jedrske energije sončne celice ne onesnažujejo okolja. Sončne celice so lahko velike in majhne, od velikosti mega kilovatne srednje velike elektrarne do velikosti enega paketa sončnih celic v gospodinjstvu, ki je neprimerljiv z drugimi viri energije.
