太阳能电池的工作原理基于光伏效应。1839年贝克勒尔(Becquerel)首先提出了这一效应的存在，他观察到浸在电解液中的电极之间有光致电压。1876年，在硒的全固态系统中也观察到了类似现象。随后，研发了以硒和氧化亚铜为材料的光电池。虽然1941年就有了关于一硅电池的报道，但直到1954年才出现了现代硅电池的先驱产品。因为它是第一个能以适当效率将光能转为电能的光伏器件，所以它的出现标志着太阳能电池研发工作的重大进展。早在1958年，这种电池就用作宇宙飞船的电源。到20世纪60年代初，供空间应用的锂电池的设计已经成熟。
此后十多年，太阳能电池主要用于空间技术。 20世纪70年代初，硅电池的发展经历了一个革新阶段，能量转换效率得到了显著的提升。大约与此同时，人们对太阳能电池的地面应用的兴趣被再度唤起。到70年代末，地面用太阳能电池的数量已超过了空间应用的数量。成本也随着产量的增加而明显下降。80年代初，出现了一些新的工艺，这些工艺通过试生产进行评估，这为之后十年进一步降低成本奠定了基础。随着成本的不断降低，这种通过光伏效应利用太阳能的方法，其商业应用范围会越来越广阔。
