太陽能電池現在已經是普遍使用的能源了，它在各種航天器、無人燈塔、海上航標、摩托快艇、手錶、計算器、路燈、鐘塔、微波中繼站等許多領域大量應用,但是太陽能電池的誕生卻經歷了一個漫長的過程。1876年,英國有兩位科學家,一個叫亞當斯,一個叫戴。他們在研究硒這種半導體材料時偶然發現,硒經太陽光一曬,竟能像伏打電池一樣產生電流。當時他們把這種現象稱為光伏打效應。從那時起，人們就已知道，光能可以直接轉變為電能。
但是,硒產生的光-伏打效應很弱，光變電的轉變效率很低,只有1%左右。也就是說，相當於100瓦的光能照射硒,硒只能產生出1瓦的電能，因此沒有什麼實用價值。但不管怎樣,硒可以說是最早出現的太陽能電池的“胚胎”只是這個“胚胎”孕育的時間太長了,由於它的光 -電轉變效率太低,研究它的人也就“冷”了下來,直到20世紀50年代,硒的光-伏打效應一直只作為一種罕見的現象看待。
但科學技術從來就是“催產婆”，1954年,美國的貝爾實驗室在研究另一種叫做矽的半導體材料時,驚異地發現:當在矽中摻人一定的微量雜質後,經太陽光一照，也能產生電流，而且光-伏打效應非常明顯,光能變電能的效率大大提高，達到了10%左右。就在這一年,貝爾實驗室把矽半導體晶體切成薄片,在矽片的正面和背面分別塗上少量的硼和砷,受光照射後,矽片塗硼的一側即產生正電，而塗砷的一側產生負電,將金屬導線從正面和背面各引出一個電極,就成了世界上第一個光伏電池。也就是太陽能電池終於從“胚胎”發育成“嬰兒”降生了。
從此以後，大批科學家開始投入了太陽能轉換電能材料的研究,太陽能電池迅速成長。1958年3月17日，美國首次在“先鋒1號”衛星上用單晶矽太陽能電池提供電源。只是當時這個太陽能電池的功率小得可憐,只能供一個5毫瓦的無線電輔助發射機的用電。自1959年後,全世界數以千計的衛星上幾乎都裝有利用太陽能的光電池，功率也逐步增加，有的高達20千瓦。我國1990年9月3日發射的氣象衛星上,也採用了太陽能電池。最近幾年,光電轉換材料層出不窮,光電轉換效率也不斷提高例如矽半導體太陽能電池的轉換效率已經達到了17%以上，一些新型光電轉換材料如砷化鎵,轉換效率最高可以達到25%。
矽太陽能電池的核心部分是一個PN接面,在厚度約0.3~05毫米的矽片(如P型矽片)表面做一薄薄的反射層(如用擴散法形成N型層)即可形成PN接面，然後在結的兩面各加上一個電極，並在表面加上減反射層。這種矽半導體經太陽一照,就會在兩極之間產生電流和電壓。每一片矽電池在陽光下產生的開路電壓約0.5~0.6伏，這一電壓用作電源有時顯然過低，但只要將大量矽片串聯和並聯起來,組成太陽能電池陣列，就可以得到所需要的任何電壓的電池。