Jörðin getur stöðvað mikið magn af sólarorku, yfir 173,000 TW (1TW=10^12W), sem er mjög gríðarlegur fjöldi. Það er 10000 sinnum meiri en heildarorkan sem allt fólk á jörðinni notar, en ekki er hægt að nýta þessa orku að fullu. Við getum útskýrt hvers vegna menn geta ekki nýtt sólarorku að fullu út frá meginreglunni um orkuframleiðslu sólarplötur.
Sólarrafhlöður eru samsettar úr sólarsellum raðað og sameinuð. Algengustu sólarsellurnar eru úr sílikoni sem er eins konar hálfleiðari og hefur afar ríkan forða á jörðinni. Kristallaði kísillinn í sólarfrumunni er staðsettur á milli efri og neðri leiðaralaganna og hvert kísilatóm er sameinað nágrannaatómunum í gegnum fjögur efnatengi, þannig að rafeindirnar eru bundnar og munu ekki hreyfast til að mynda straum.
Kísilsólarselja hefur tvö lög af mismunandi kísilþáttum (N-gerð kísil og P-gerð kísil). Það er afgangur af rafeindum í N-gerð sílikoni og það er auka staða í P-gerð sílikoni til að geyma rafeindahol. Samskeyti tveggja tegunda kísils verða að PN-mótum og rafeindir geta farið í gegnum PN-mótin og myndað jákvæða hleðslu á annarri hliðinni og neikvæða hleðslu á hinni.
Ljós er hægt að skilja sem straum agna frá sólinni og þessar agnir eru ljóseindir. Þegar ljóseindir snerta sólarsellur með nægri orku munu þær banka á efnatengi til að losa rafeindir og skilja eftir gat. Jákvætt hlaðnar holur og neikvætt hlaðnar rafeindir geta hreyft sig frjálslega og rafeindirnar eru dregnar að N hliðinni og götin eru dregnar að P hliðinni. Þessum rafeindum á hreyfingu er safnað saman af örsmáu málmkönnunum á rafhlöðuplötunni og flæða þær til ytri hringrásarinnar, þar sem þær vinna rafmagnsvinnu áður en þær snúa aftur í leiðandi álplötuna á bakhliðinni.
Hver sólarrafhlaða getur aðeins gefið af sér um 0.5W, og á þessum tíma er hægt að fá meiri orku með því að tengja frumurnar í röð til að mynda einingu. Almennt þarf það nokkra710W sólareiningtil að veita rafmagni í allt húsið. Rafeindir eru einu hreyfanlegu hlutirnir í sólarsellum og þær munu allar snúa aftur til uppruna sinnar á endanum. Það er ekkert slit og neysla í öllu ferlinu, þannig að sólarplötur geta almennt verið notaðar í áratugi.
Svo hvers vegna getum við ekki treyst algjörlega á sólarorku? Það eru pólitískir þættir og sumir frumkvöðlar vilja viðhalda núverandi orkuveitustöðu. Hér einblínum við aðallega á líkamlega og rökræna erfiðleika. Í fyrsta lagi dreifist sólarorka ekki jafnt. Sums staðar er nóg af sólskini en annars staðar rignir allt árið um kring og mest af sólarorkunni er stíflað af skýjum. Í öðru lagi er sólarorka til staðar á nóttunni og sumir hlutar eru nánast fjarverandi. Því að treysta algjörlega á sólarorkuframleiðslu krefst mjög skilvirkrar tækni til að flytja rafmagn frá sólríkum stöðum til skýjaðra svæða. Það þarf líka skilvirka aðferð til að geyma rafmagn og hvernig á að bæta skilvirkni rafgeyma rafgeyma er líka mikil áskorun.
Í notkun eininga skilvirkni munu sumar ljóseindir endurspeglast og sumar rafeindir falla aftur í holuna áður en þær fara inn í lykkjuna. Þannig nýtist ljóseindaorkan ekki. Sem stendur geta hagkvæmustu sólarrafhlöðurnar aðeins umbreytt 46% af sólarljósi í rafmagn og orkuöflunarhagkvæmni flestra sólarorkuframleiðslukerfa í atvinnuskyni er 15%-20%. Rafmagnsafköst Jingsun sólarplötur eru yfir 20%.
Þó að það séu margar takmarkanir, er gerlegt að nota sólarorkutækni nútímans til að knýja alla jörðina. Við þurfum fjármagn til að byggja upp innviði á stóru opnu svæði. Áætlað er að það taki hundruð þúsunda ferkílómetra, sem virðist stórt, en Sahara eyðimörkin þekur 3 milljónir ferkílómetra svæði. Á sama tíma, með stöðugri þróun tækni, er skilvirkni sólarorkuframleiðslu stöðugt að batna og verðið verður ódýrara og ódýrara, sem hefur ákveðna samkeppnishæfni við raforkukerfið. Uppfinningar eins og fljótandi sólareyjar geta breytt stöðunni.
Sem stendur eru meira en 1 milljarður manna í heiminum sem geta ekki notað stöðuga aflgjafa, sérstaklega í sumum þróunarlöndum. Þeir hafa nóg af sólskini til að nota og sólarorka er öruggari og ódýrari að framleiða rafmagn, sem tilheyrir grænni orku og er betri en óendurnýjanleg orka eins og kol og olía. Jingsun sólarorka hefur skuldbundið sig til alþjóðlegrar grænnar nýrrar orku og leitast við að átta sig á alþjóðlegri samræmdri notkun grænnar nýrrar orku fyrir mannkynið.