在過去十年間透過積極的部署並降低成本，使得原先昂貴的太陽能光伏發電成為現今可負擔的再生能源技術之一。儘管成本大幅下降，太陽能發電技術發展卻於2018年停滯不前，且自2013年來以來，太陽能供熱市場亦持續萎縮。現今太陽能發電除了在技術發展須持續精進外，亦須考慮與電網如何相輔相成。

為達成減碳目標，各國政府積極制定政策，加上技術成本大幅下降，使得太陽能光伏發電的能力持續成長。現今太陽能發電主要有三項技術，可將光直接轉化為電能的太陽能光伏技術(Solar photovoltaics)、透過太陽能加熱及冷卻的太陽能熱發電技術(Solar thermal technologies)，以及將聚光轉化為能量以驅動熱引擎機(heat engine)的聚光太陽能熱發電技術(Concentrating solar power)。
太陽能光伏發電為過去主要發展且活躍的技術，為使太陽能發電技術被大規模地應用，應同時考慮其他技術帶來的巨大效益。以下討論主要三項太陽能發電技術，並概述其原理、特性與用途。

一、太陽能光伏技術
太陽能光伏為透過直接輻射或擴散輻射的方式將太陽能轉換成電能，除了運用於併網系統中，例如：住宅用電；亦可離網使用，例如：備用電池。
(一)光伏系統
光伏電池為將太陽能轉換為直流電的半導體組件，將光伏電池相互連接則可形成光伏模塊，而光伏模塊與其他應用相關組件的組成即為光伏系統。

(二)光伏電池：以矽電池為主
一般光伏電池以矽電池為主。矽電池一般是從高純度的矽錠或鑄件上切下來的，生產過程除了會製造電荷分離接面外，亦會製造沉積鈍化層(deposits passivation layers)、增透膜(Anti-reflective coating)及增加金屬觸點(metal contacts)。

(三)併網及離網皆可使用
併網系統中須利用逆變器將直流電轉換為交流電，並將逆變器、變壓器、佈線及監控材料以固定安裝或沿軸安裝的方式置於屋頂。常見的住宅系統即是透過併網網系統的概念將裝置安裝於屋頂或停車場上發電。此外，太陽能光伏技術亦可於離網時使用，例如：備用電池及柴油發電機。

二、太陽能熱發電技術
太陽能熱發電透過捕捉太陽能光及太陽能熱，並將其轉化為熱能。現今普遍應用於家用熱水器及空間供暖系統，在工業上可透過此項技術加速烘乾的過程。

(一)聚光型太陽能技術
太陽能熱發電技術中聚光型太陽能技術透過透鏡或反射鏡將大孔徑的太陽光聚焦至較小區域，有效的利用高溫熱量避免熱損失，並透過發電機上集光區受太陽照射溫度升高，進而將光能轉換為熱能驅動發電機發電。

(二)集熱器
太陽能集熱器為太陽能熱發電系統中蒐集太陽輻射的吸收器及熱流體流經的迴路，透過絕緣材料的外殼可減少熱損失。現今集熱器共有兩類，平板式集熱器及真空管式集熱器，其最大的差異為平板式集熱器的外殼主要為鋁、鋼、塑料或木製材料；真空管式集熱器則為玻璃真空管。

(三)建築物及工業上的應用
1.建築物
(1)熱水器系統太陽能熱發電技術進行加熱。家用熱水器的集熱器尺寸較小，約為2-6平方公尺，一般可供應30%-100%的熱水需求，具體仍須取決於地區氣候及集熱器儲存能力。

(2)空間供暖系統
由於空間供暖系統所需熱能較多，因此對集熱器儲存量要求更大。現今歐洲許多住宅透過太陽能熱發電技術，來降低化石燃料的消耗。

2.工業
對於食品業、菸草業及紡織業來說，將食物或製品烘乾是製造常見的流程，目前全球約有714家工廠將太陽能熱發電的技術結合乾燥機，以降低製程所需時間及成本。

三、聚光太陽能熱發電技術
聚光太陽能熱發電透過聚集太陽光線來加熱流體，直接或間接運行渦輪機和發電機，與太陽能光伏技術最大的不同在於聚光太陽能熱發電僅透過直接輻射的方式轉換太陽能，因此其易受到天氣及區域的限制。
(一)中央接收系統
拋物線槽(parabolic troughs, PTs)及塔架為聚光太陽能熱發電主要的技術，又可稱為中央接收系統。其受到光學設計、接收器的形狀及傳輸流體的性質，使熱量在轉化為電能前其儲存熱量的能力有所不同。

(二)發電限制
由於聚光太陽能熱發電技術是透過太陽直接照射的方式轉換太陽能，為維持供電的穩定性，其對於每日直接輻照量有最其最低限制，因此技術的發電區域須經過測試及篩選。

(三)蓄熱能力
蓄熱能力為發展聚光太陽能熱發電重要技術之一，發展聚光太陽能熱發電的工廠普遍上都擁有高蓄熱能力，其中一些工廠甚至具備燃料動力備用能力，因此聚光太陽能熱發電技術為電網帶來更靈活的電力調度能力，也為占較大發電比例的太陽能光伏發電及風力發電等再生能源提供更多彈性。