太阳直接关系着人类的生存——它带来光明和温暖，促进动植物生长，影响着大气运动，推动着地球的水循环，更不断地塑造和改变着地表的形态。因此，人类生产和生活的资源都直接或间接地来自太阳。通过光照，太阳直接给予地球的能量究竟有多少呢？以我国为例，除了被大气层反射或吸收，在一年中，仅直接照射到960万平方千米国土表面上的太阳能量就相当于2万亿吨煤燃烧所发出来的热量。
可惜的是，这些能量并没有得到完全合理的使用。把太阳能充分地运用起来是长久以来人类的梦想。
充分利用太阳能并不是一件简单的事，太阳能有两个致命的弱点：一是它的能量密度太低，看起来投射到地球上的总能量值很大，但当把这份能量分散到每一块小面积上或每一段时间里时，这个值就很小了；另一个致命的弱点是太阳供给的能量不均衡，它的强度随时间变化，还受天气、环境和地域等因素的影响，不能维持常态。要充分地、均衡而持续地利用太阳能，就必须设法把它储存起来，“采集”和“储存”就成为利用太阳能的核心问题。
太阳能可以储存起来吗？经过近百年来的探索，人们发现最好、最直接的办法之一是制造太阳能电池，即先把太阳能转换成电能，再利用蓄电的方式储存起来。虽然想法很好，但只是初步实现，就经过了几十年的研究过程。1839年，法国物理学家安东尼·贝克勒尔在实验中偶然发现，浸入溶液中的金属电极受到光照以后，会有电流产生。他把这一现象称作光伏效应。光伏效应的发现，为太阳能电池的研制奠定了基础。
1883年，查理斯·弗里茨利用半导体制造出一种硒光电池，但它的效率仅有1%，并不实用。1954年，美国贝尔实验室的卡尔文·富勒、戴瑞尔·恰宾和杰拉尔德·皮尔森在实验中偶然发现，在硅中掺入一定的杂质，可以使硅对光的反应更加敏感。这个现象激发了他们的灵感，利用这一效应，在1954年4月25日，他们成功制成扩散型P-N结，由此，第一个实用的太阳能电池诞生了。
虽然效率只有6%，但这一具有开创意义的成功给人们带来希望，意味着太阳能电池时代即将开始。
1973年能源危机之后，太阳能电池开始转向民用，广泛用于航标灯、交通信号灯、路灯、高空障碍灯、高速公路指示牌、铁路灯和一些特殊的家庭灯具，如庭院灯等。光电池为人类提供了一种比较好的能源，它环保、实用、方便，目前仍处于开发阶段。
其中，规模最大的是1983年在美国加利福尼亚州建成的太阳能电厂，其发电量达到1.6万千瓦。尽管太阳能电池还没有得到普遍的应用，但在一些特殊情况下，却是必须使用的。1958年，霍夫曼电子公司首次成功地在“先锋”1号卫星上装配了光电池。目前，宇宙空间站、地球同步卫星和空间望远镜或空间观测台上，已经普遍使用了光电池。
近年来，中国大力发展太阳能的光伏产业，从2007年至今，已经成为世界光伏生产第一大国，到2010年，光伏发电装机总容量已经达到893兆瓦，是全球产量的一半。太阳能发电有着巨大的发展前景。近年来，更有人设想利用太空同步卫星截取太阳能量为地球发电，这样做的好处是，不受时间与天气的限制，无论是乌云密布的白天，还是伸手不见五指的夜晚，都可以照样发电。
太阳释放的能量是地球当前消耗能量的10万亿倍，只要截取其中很小一部分，就可以满足人类对能量的需求。目前，世界一些国家正在这方面进行小型的卫星试验，已经迈出了从梦想到现实的第一步，尽管这一步很小，但它意味着太阳能时代正式开始。