Najbardziej znane to panele fotowoltaiczne. Zmieniają energię fotonów słońca w energię elektryczną.

Podstawą działania ogniw fotowoltaicznych jest efekt fotowoltaiczny odkryty przez Alexandre-Edmonda Becquerela. W swoim eksperymencie Becquerel wykorzystał zanurzone w roztworze alkaicznym dwie blaszki platynowe pokryte chlorkiem srebra i bromkiem srebra. Oświetlenie ich światłem słonecznym powodowało powstawanie różnicy potencjałów między elektrodami. Konstrukcję najbardziej rozpowszechnionego dzisiaj ogniwa półprzewodnikowego zawdzięczamy pracy grupy naukowców z BellLabs, którzy w 1954 r. zademonstrowali działający prototyp ogniwa krzemowego[1]. Obecne panele fotowoltaiczne wykorzystują właśnie ogniwa krzemowe zamieniając energię fotonu w energię elektryczną. Uzyskuje się w ten sposób prąd stały, który następnie za pomocą falownika (urządzenie, które zmienia charakterystykę prądu) zostaje przekształcony na prąd zmienny, który może zostać wykorzystany w urządzeniach lub przesłany do sieci.

Panele słoneczne  w odróżnieniu od paneli fotowoltaicznych przekształcają energię fotonów w ciepło. Najczęściej  wykorzystuje się je do wytworzenia ciepłej wody użytkowej lub jako instalację wspomagającą ogrzewanie. Większe instalacje wykorzystywane są do podgrzewania wody w basenach. Jako nośnik ciepła pomiędzy panelem, a instalacją w budynku wykorzystywany jest roztwór glikolu, który krąży pomiędzy panelami, a wymiennikiem ciepła i w ten sposób chroni panele przed zamarznięciem w okresach zimowych.

Wyróżniamy dwa rodzaje paneli słonecznych:

Panele płaskie – w których pod szkłem hartowanym znajduje się absorber pochłaniający światło słoneczne i przekazujący je wężownicy zazwyczaj wykonanej z miedzianej rurki.

Panele próżniowe/rurowe – różnią się one konstrukcją, ponieważ wewnątrz każdej szklanej rury znajduje się mniejsza rurka z absorberem, a przestrzeń między nimi wypełnia próżnia. Panele te mają większą sprawność od płaskich ze względu na wykorzystanie próżni jako izolatora, który nie powoduje strat ciepła.

Szacuje się, że nakłady energii potrzebnej do ogrzewania obiektu oraz generowania ciepłej wody użytkowej wynoszą od 50% do 75% całkowitego zapotrzebowania energetycznego budynku – w zależności od jego funkcji oraz strefy klimatycznej[2].  Z tego względu panele słoneczne są ciągle bardzo istotnym elementem transformacji energetycznej, chociaż nie tak popularnym jak panele fotowoltaiczne, ale o bardzo dużym potencjale w transformacji ciepłowniczej.