太阳将辐射能以电磁波的形式投射到宇宙空间，约49%能够到达地球表面，成为人类能够利用的太阳能资源。太阳能光发电是利用太阳能的重要方式，而太阳能光伏发电又是太阳能光发电的主流。太阳能光伏发电技术利用太阳能电池有效吸收太阳辐射，并转换成电能，具有结构简单、发电过程清洁、便于安装等优点。太阳能电池是一种具有“特异功能”的半导体器件，按照用途分为空间太阳能电池和地面太阳能电池。早期的太阳能电池主要应用在人造卫星上。1958年3月太阳能电池首次在空间应用，装备在美国“先锋1号”人造卫星上。在浩瀚太空的数万个飞行器中，90%以上采用太阳能电池作为电源。1971年3月我国发射了“实践一号”科学实验卫星，星体上嵌有太阳能电池块，将太阳能直接转变为电能，供卫星上的仪器设备使用；1981年9月我国发射“实践二号”科学实验卫星，上面装有4块太阳能电池板，向卫星星体及上面装载的空间物理探测仪器提供电力。2003年6月，美国发射“勇气号”火星探测器，靠餐桌大小的太阳能电池板获得动力。
据央视财经报道，我国独立自主设计的彩虹太阳能无人机成功完成2万米、共15个小时的高空飞行试验，这使我国成为继美、英之后，第三个掌握这种技术的国家。彩虹太阳能无人机机翼上装有太阳能电池板，依靠太阳能提供全机能源，可以实现超长待机。机翼翼展45米，位居世界第二。翼展越大，能够加装的太阳能电池板越多，飞机获取的能力，包括载荷能力也就越强，产生的升力越大。低空飞行速度可达30公里/小时，2万米高空则可达120公里/小时，未来有望实现数月甚至更长时间的飞行。这种无人机可以执行侦察监视、通信中继、电子信息收集、海洋监视、重大自然灾害预警、应急抢险救灾等任务。
1973年世界石油危机后，光伏发电技术逐渐从空间应用大规模地向地面转移。1973年我国开始将太阳能电池应用于地面。21世纪以来，中国光伏发电技术不断进步，截至2016年年底，我国光伏装机容量为7742万千瓦，占全国电源总装机容量的4.7%，占非化石电源装机容量的13.1%。2016年我国光伏装机同比增长3524万千瓦，同比增速为83.5%。
