بصورة عامة يرتبط تحويل الطاقة الشمسية مباشرة الى طاقة كهربائية بالخلايا الشمسية المصنوعة غالبا من مادة السيليكون، والسبب في ذلك أن هذه الطريقة هي الأكثر شيوعا واستعمالا وتتركز حولها الكثير من الجهود لتطويرها، ومعقود عليها أمل كبير في أن تقدم اسهاما كبيرا في استخدام الطاقة الشمسية بشكل فعال لإنتاج الطاقة الكهربائية التي تتمتع بمرونة عالية من ناحية امكان استخدامها في جميع المجالات التي تتطلب طاقة، الا أن الخلايا الشمسية ليست هي الطريقة الوحيدة لتحويل الشمس الى كهرباء دونما الحاجة الى استعمال. الأجهزة الوسيطة كالآلات الحرارية مثلا، فهناك طريقة المزدوجات الحرارية أو ما تعرف بالطاقة الكهروحرارية حيث يؤدي ارتفاع درجة حرارة نقطة اتصال معدنين مختلفين الى سريان تيار كهربائي، وأغلب التطبيقات الشائعة لهذه الطريقة هي قياس درجة الحرارة بواسطة المزدوجات الحرارية نفسها حيث يتغير الجهد الكهربائي على طرفي المعدنين بتغير درجة حرارة نقطة الاتصال.
أما الطريقة الأخرى فهي ما يعرف بالطريقة الأيونية الحرارية والتي هي ظاهرة سريان الالكترونات من سطح مادة موجودة في صندوق مفرغ من المواء حيث تتحرر الالكترونات بتأثير الطاقة المكتسبة على سطح المادة، وبشكل عام فان تحرير الالكترون من الذرة يحتاج الى أن يكتسب طاقة تزيد عن الطاقة التي تربطه بالذرة التي يدور في أحد مداراها.