شمسی توانائی کی پیداوار کے دو طریقے ہیں، ایک ہلکی گرمی بجلی کی تبدیلی، دوسرا ہلکی بجلی براہ راست تبدیلی ہے۔
1.آپٹیکل تھرمل برقی تبادلوں
ہلکی گرمی بجلی کی تبدیلی کا موڈ بجلی پیدا کرنے کے لئے شمسی تابکاری سے پیدا ہونے والی گرمی کی توانائی کا استعمال کرتا ہے۔ عام طور پر، شمسی جمع کرنے والا جذب گرمی کی توانائی کو ورکنگ میڈیم کی بھاپ میں تبدیل کرتا ہے، اور پھر بجلی پیدا کرنے کے لئے بھاپ ٹربائن چلاتا ہے۔ سابقہ عمل ہلکی گرمی کی تبدیلی کا عمل ہے؛ مؤخر الذکر عمل تھرمل الیکٹرک کنورژن کا عمل ہے، جو عام تھرمل بجلی کی پیداوار کے برابر ہے۔ شمسی حرارتی بجلی کی پیداوار کا نقصان اس کی کم کارکردگی اور زیادہ لاگت ہے۔ ایک اندازے کے مطابق اس کی سرمایہ کاری عام تھرمل پاور اسٹیشنوں کے مقابلے میں کم از کم ٥ ~ ١٠ گنا زیادہ ہے۔ 1000 میگاواٹ کے سولر تھرمل پاور اسٹیشن کے لیے 2 سے 2.5 ارب امریکی ڈالر کی سرمایہ کاری درکار ہے جس میں 1کے ڈبلیو کے لیے اوسطا 2000-2500 امریکی ڈالر کی سرمایہ کاری کی جائے گی۔ اس لیے اسے خاص مواقع پر ہی چھوٹے پیمانے پر استعمال کیا جا سکتا ہے اور بڑے پیمانے پر استعمال کفایت شعاری نہیں ہے اور یہ عام تھرمل پاور پلانٹس یا جوہری بجلی گھروں کا مقابلہ نہیں کر سکتا۔
2.آپٹیکل الیکٹرک براہ راست تبدیلی
شمسی خلیات کی بجلی کی پیداوار مخصوص مواد کی فوٹو الیکٹرک خصوصیات کے مطابق بنائی جاتی ہے۔ بلیک باڈی (جیسے سورج) مختلف طول موجوں (مختلف فریکوئنسیوں کے مطابق) کے ساتھ برقی مقناطیسی لہروں کو پھیلاتا ہے، جیسے انفراریڈ، بالائے بنفشی، نظر آنے والی روشنی وغیرہ۔ جب یہ شعاعیں مختلف کنڈکٹروں یا سیمی کنڈکٹرز پر پھیلتی ہیں تو فوٹون کنڈکٹریا سیمی کنڈکٹر میں مفت الیکٹرون کے ساتھ تعامل کرتے ہیں تاکہ کرنٹ پیدا کیا جا سکے۔ طول موج جتنا کم ہوتا ہے اور شعاعوں کی تعدد جتنی زیادہ ہوتی ہے، ان میں توانائی جتنی زیادہ ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر بالائے بنفشی شعاعوں کی توانائی انفراریڈ شعاعوں سے کہیں زیادہ ہوتی ہے۔ تاہم رے توانائی کے تمام طول موج کو برقی توانائی میں تبدیل نہیں کیا جا سکتا۔ یہ بات قابل غور ہے کہ فوٹو وولٹیک اثر شعاع کی شدت سے آزاد ہے۔ کرنٹ صرف اس وقت پیدا کیا جاسکتا ہے جب فریکوئنسی حد تک پہنچ تی ہے یا اس سے تجاوز کرتی ہے جو فوٹو وولٹیک اثر پیدا کرسکتی ہے۔ روشنی کی زیادہ سے زیادہ طول موج جو سیمی کنڈکٹر کو فوٹو وولٹیک اثر پیدا کر سکتی ہے سیمی کنڈکٹر کے بینڈ گیپ چوڑائی سے متعلق ہے۔ مثال کے طور پر، کرسٹل سلیکون کی بینڈ گیپ چوڑائی کمرے کے درجہ حرارت پر تقریبا 1.155ایف ہے۔ لہذا، 1100این ایم سے کم طول موج والی روشنی کرسٹل سلیکون کو فوٹو وولٹیک اثر پیدا کر سکتی ہے۔ شمسی خلیات کی بجلی کی پیداوار قابل تجدید اور ماحول دوست بجلی پیدا کرنے کا طریقہ ہے، جو بجلی کی پیداوار کے عمل کے دوران کاربن ڈائی آکسائڈ جیسی گرین ہاؤس گیسیں پیدا نہیں کرے گا اور ماحول کو آلودہ نہیں کرے گا۔ پروڈکشن مواد کے مطابق اسے سلیکون پر مبنی سیمی کنڈکٹر بیٹریوں، سی ڈی ٹی ای پتلی فلم بیٹریوں، سی آئی جی ایس پتلی فلم بیٹریوں، ڈائی سینسیٹائزڈ پتلی فلم بیٹریوں، نامیاتی مواد کی بیٹریوں وغیرہ میں تقسیم کیا گیا ہے۔ سلیکون خلیات کو سنگل کرسٹل سیلز، پولی کرسٹل سیل اور بے شکل سلیکون پتلی فلم سیلز میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ شمسی خلیوں کے لئے سب سے اہم پیرامیٹر تبدیلی کی کارکردگی ہے۔ لیبارٹری میں تیار کردہ سلیکون پر مبنی شمسی خلیوں میں مونو کرسٹل لائن سلیکون سیلز کی کارکردگی 25.0 فیصد، پولی کرسٹل لائن سلیکون سیلز کی کارکردگی 20.4 فیصد، سی آئی جی ایس کے پتلے فلمی خلیوں کی کارکردگی 19.6 فیصد، سی ڈی ٹی ای پتلی فلم سیلز کی کارکردگی 16.7 فیصد اور ایمورفس سلیکون (ایمورفس سلیکون) پتلی فلم سیلز کی کارکردگی 10.1 فیصد ہے۔
