太陽能的利用主要涉及光熱轉換和光電轉換兩種方式。光熱轉換的原理是通過太陽能集熱器吸收太陽輻射，將光能轉化為熱能，然後利用熱能發電或提供其他形式的能量。光電轉換則是通過太陽能電池板實現，其工作原理基於光生伏特效應，即半導體材料吸收光能後，激發電子從共價鍵中釋放，形成電子-空穴對，這些電荷在半導體內部運動形成電流，從而將太陽能直接轉換為電能。
太陽能電池板通常由具有光電效應的半導體材料製成，如單晶矽、多晶矽或薄膜太陽能電池等。這些材料能夠吸收光能並產生電流，為各種設備提供電力。此外，太陽能還可以通過太陽能熱水器等設備，利用太陽輻射加熱水分，從而提供熱水或蒸汽等形式的能量。