Die Glasabdeckung des Kollektors soll die einfallenden Sonnenstrahlen gut durchlassen, aber die Wärmerückstrahlung des Absorbers und Wärmeverluste durch Konvektion möglichst verhindern. Meist besteht sie aus einem hoch transparenten Sicherheitsglas, das auch als Solarglas bezeichnet wird. Das Glas wird thermisch vorgespannt und besitzt einen stark reduzierten Eisengehalt. Der Transmissionsgrad (Durchlässigkeitsgrad) erhöht sich durch dem im Vergleich zu normalem Fensterglas geringen Eisengehalt um 5 bis 7% und erreicht Werte bis zu 92%.
Das Gehäuse besteht aus dem Kollektorrahmen und der Wärmedämmung. Letztere soll die Wärmeverluste zu den Seiten und vor allem zum Dach hin so gering wie möglich halten. Als Dämmmaterialien werden Mineralwolle und/oder Hartschaum, aber auch Flachs, Isofloc (Altpapierfasern) und Schafswolle verwendet. Die Qualität des Rahmens ist für die jahrzehntelange Funktionssicherheit des Kollektors von großer Bedeutung. Da er leicht, witterungsbeständig, windungssteif, schlagfest und wasserdicht sein muss, besteht er meist aus Aluminium, Edelstahl und Glasfaser verstärktem Kunstsoff.
Kollektoren lassen sich nach der Form des Absorberabdeckung in Flach- und Röhrenkollektoren einteilen. Zur Wärmedämmung von Flachkollektoren wird neben den vorgenannten Dämm-Materialien von einigen Herstellern die gute Dämmwirkung des Vakuums genutzt. Diese Art der Dämmung wird bei Röhrenkollektoren ausschließlich verwendet und trägt zu den geringen Wärmeverlusten dieser Bauart bei.Flachkollektoren werden zur Zeit am häufigsten eingebaut. Meist dienen sie zur Warmwasserbereitung und werden häufig auf Steildächern montiert.
Die wichtigsten Bauarten des Flachkollektors sind: Flachkollektor mit schwarz lackiertem Absorber Flachkollektor mit selektiv beschichtetem Absorber Selten Vakuum-Flachkollektor Nachteile der Flachkollektoren sind: Wegen der Luftbewegung im Inneren des Kollektors gibt es Konvektionsverluste. Die Strahlungsverluste sind sehr hoch. Im Einzelnen hängen sievon der Temperatur und vom Absorbermaterial ab. Die gesamten Wärmeverluste sind im Vergleich zu den anderen Bauarten hoch Eventuell Kondenswasserbildung an der Glasabdeckscheibe. Vorteile der Flachkollektoren sind: Billig in der Anschaffung, (kostengünstig, preisbewusst), billig bringt es aber auf den Punkt.
Bei Vakuum-Röhrenkollektoren befindet sich der Absorber in einer beidseitig verschlossenen hoch evakuierten Glasröhre mit ca. 65 bis 100 mm Durchmesser. Das Vakuum innerhalb der Röhre verhindert jede Luftströmung und unterbindet damit den unerwünschten Wärmetransport (Wärmeleitung und Konvektion) vom Absorber zum Glas fast völlig. Eine Anzahl von 6 bis 30 Röhren in Reihe geschalteter über eine Sammelleitung verbundener Röhren bildet den Kollektor, der in der Lage ist, auch diffuse Strahlung zu nutzen.
Beim direkt durchströmten Röhrenkollektor fließt die Wärmeträgerflüssigkeit über Vor- und Rücklauf direkt durch die Vakuumröhre. In der Mitte des Absorberstreifens ist ein Koaxial-Wärmetauscherrohr eingebettet. Im Innenrohr des Wärmetauschers fließt die kalte Wärmeträgerflüssigkeit in den Absorber (Vorlauf), der die Wärme über das Wärmetauscherrohr an das Wärmeträgermedium übergibt. Anschließend fließt es im Außenrohr des Wärmetauschers wieder zurück (Rücklauf).
Jede dieser einzelnen Vakuumröhren istd rehbar gelagert sodass sie unabhängig voneinander optimal zur Sonnenstrahlung ausgerichtet werden können. Hierdurch ist es möglich, die Vakuumröhren auf Flachdächern, Fassaden oder Balkonen und auf Schrägdächern längs oder quer anzubringen, ohne dass es zu nennenswerten Einstrahlungsverlusten kommt.
Beim Heat-Pipe-Röhrenkollektoren ist in der Mitte des Absorbers das Wärmerohr untergebracht. Es ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, die schon bei niedrigen Temperaturen verdampft (z.B. Alkohol). Bei Sonneneistrahlung leitet der Absorber die Wärme an das Wärmerohr weiter und die darin enthaltene Flüssigkeit wird verdampft. Im darüber liegenden Kondensator gibt der Dampf seine Wärmeüber einen Wärmetauscher an die die Wärmeträgerflüssigkeit des Solarkreises ab und wird dabei wieder verflüssigt. Das Kondensat fließt an der Innenwand des Wärmerohres als Flüssigkeitsfilm nach unten und der Vorgang beginnt von neuem. Damit das Alkoholgemisch im Wärmerohr leicht zirkulieren kann, müssen diese Röhren mit einer Mindestneigung von 20° installiert werden. Bei beiden Röhrenkollektorarten wird eine Systemnutzungsrate von40 bis 50% pro Jahr erreicht.