Ogniwa fotowoltaiczne
Przemiana energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną (przemiana fotowoltaiczna) jest jedynym znnym sposobem bezpośredniej przemiany światla prowadzącym do wytworzenia uniwersalnego nośnika energii jakim jest prąd elektryczny. Podstawowym przetwornikiem w tym procesie konwersji jest fotoogniwo półprzewodnikowe ze złączem p-n (ogniwo fotowoltaiczne). W celu zwiększenia sprawności konwersji ogniw słonecznych stosuje się odpowiednie materiały półprzewodnikowe.
Chociaż średnia odległość słońca od Ziemi wynosi 149,6 mln km, promieniowanie słoneczne dostarcza olbrzymiej ilości energii od kilku miliardów lat, stanowiąc główne źródło energii. Całkowita moc promieniowania słonecznego wynosi 3,83x10-20 MW i można przyjąć, że jeszcze przez 6 miliardów lat moc ta niewiele się zmieni, gdyż w czasie miliarda lat Słońce "chudnie" tylko o 1%, pomimo, że w każdej sekundzie około 600 mln ton wodoru w głębi Słońca przemienia się w hel w rezultacie reakcji termojądrowych. Promieniowanie padające na górne warstwy atmosfery ziemskiej - egzosferę, jak wykazały bezpośrednie pomiary satelitarne, dostarcza 1,36 kW/m2 gęstości powierzchniowej strumienia energii. Znaczna część promieniowania dociera do powierzchni Ziemi.
Atmosfera eliminuje część widma i zmienia natężenie promieniowania, tak, że maksimum gęstości strumiemia energii docierającego do Ziemi w obszarze podzwrotnikowym wynosi około 1kW/m2.
Energia promieniowania słonecznego wewnątrz atmosfery obejmuje:
ultrafiolet niosący 9% energii
promieniowanie widzialne przenoszące 44% energi
promieniowanie podczerwone zawierające 47% energii