太陽能電池的工作原理基于光伏效應。1839年貝克勒爾(Becquerel)首先提出了這一效應的存在，他觀察到浸在電解液中的電極之間有光致電壓。1876年，在硒的全固態系統中也觀察到了類似現象。隨后，研發了以硒和氧化亞銅為材料的光電池。雖然1941年就有了關于一硅電池的報道，但直到1954年才出現了現代硅電池的先驅產品。因為它是第一個能以適當效率將光能轉為電能的光伏器件，所以它的出現標志著太陽能電池研發工作的重大進展。早在1958年，這種電池就用作宇宙飛船的電源。到20世紀60年代初，供空間應用的鋰電池的設計已經成熟。
        此后十多年，太陽能電池主要用于空間技術。    20世紀70年代初，硅電池的發展經歷了一個革新階段，能量轉換效率得到了顯著的提升。大約與此同時，人們對太陽能電池的地面應用的興趣被再度喚起。到70年代末，地面用太陽能電池的數量已超過了空間應用的數量。成本也隨著產量的增加而明顯下降。80年代初，出現了一些新的工藝，這些工藝通過試生產進行評估，這為之后十年進一步降低成本奠定了基礎。隨著成本的不斷降低，這種通過光伏效應利用太陽能的方法，其商業應用范圍會越來越廣闊。