Плоский фотоэлектрический коллектор содержит множество отдельных фотоэлектрических элементов, соединенных параллельно-последовательно, и закрытых сверху стеклянной или пластиковой прозрачной панелью. Солнечная энергия преобразуется этими элементами в электроэнергию с малым постоянным напряжением. В отличие от тепловых коллекторов, их задняя поверхность не нуждается в теплоизоляции. Наоборот, необходимо не допустить перегрева фотоэлектрических панелей, чтобы сохранить их КПД. Как и тепловые коллекторы, фотогальванические панели поглощают энергию, идущую не только прямо от Солнца, но и рассеянную и отраженную с других направлений. Как правило, фотоэлектрические панели устанавливаются в фиксированном положении с наклоном к югу, чтобы увеличить ежедневное производство энергии. Тем не менее, часто можно увидеть фотоэлектрические панели, установленные на поворотных механизмах, которые позиционируют их, отслеживая положение Солнца на небосводе, тем самым, увеличивая количество вырабатываемой электроэнергии. Для достижения более высоких температур используется фокусировка солнечных лучей. Солнечная энергия отражается большой поверхностью на коллектор с меньшей площадью поверхности, где уже и преобразуется в тепло. Вследствие концентрации энергии на меньшей площади, достигается больший ее нагрев, и меньшие потери тепла от излучения и конвекцию. Большинство таких коллекторов могут ориентироваться на лучи, приходящие непосредственно с диска Солнца (прямая инсоляция), и должны следить за Солнцем в его движении по небу. Существует четыре типа солнечных концентраторов: параболические отражатели в виде желобов, параболические зеркала-тарелки, система с центральным приемником энергии и линзы Френеля. Параболические желоба фокусируют поступающее солнечное излучение в линию, проходящую по всей длине желоба. На этой линии находится трубка (приемник) наполненная жидким теплоносителем, поглощающая сфокусированную солнечную энергию и нагревающая жидкость. Отражатели должны поворачиваться вокруг одной оси. Поскольку площадь поверхности трубки приемника мала по сравнению с площадью отражателя, может быть достигнута температура до 400 °С без существенных потерь тепла. Параболические тарелки фокусируют солнечную радиацию в точку. Герметические полости, содержащие устройства передачи тепла, находятся в фокусе концентрации излучения. Параболические тарелки должны поворачиваться вокруг двух осей.
Система с центральным приемником состоит из большого числа подвижных плоских зеркал (гелиостатов) и приемника, расположенного в верхней части башни. Каждый гелиостат в течение дня двигается по двум осям, позиционируя отражение солнечных лучей на приемнике в верхней части башни. Приемник – система вертикальных трубопроводов, которая нагревается отражением солнечных лучей от многочисленных зеркал, тем самым, нагревая жидкость, проходящую через трубопровод. Линзы Френеля, для фокусирования солнечной энергии в точку используют преломление, а не отражение. Обычно отформованные из недорогой пластмассы, эти линзы используются в фотоэлектрических панелях. Они предназначены не для увеличения температуры, а для фокусирования света на маленькой фотоэлектрической ячейке, тем самым, повышая ее эффективность.