能源问题一直是人类社会最根本的问题，可以说，人类文明史就是一部人类利用和发展能源的历史。
目前，全球能源消耗约为16TW(1T=10的12次方)，而已探明的当前人类消费主力的石化能源，其储量仅可以供人类使用30年。与之相比，太阳能却相当丰富，它能为地球提供2300TW的能量，不到千分之一的太阳能资源就能点亮整个世界，但太阳能的利用却不容乐观，2012年全球总能源消耗中，太阳能光伏提供的能量仅占 0.21%。
太阳能能源基于光生伏特效应：
光生伏特效应：指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子（光波）转化为电子、光能量转化为电能量的过程；其次，是形成电压过程。有了电压，就像筑高了大坝，如果两者之间连通，就会形成电流的回路。
光伏材料又称太阳能电池材料，只有半导体材料具有这种功能，常见的有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等，这些不同技术材料的转化效率如何呢：
（美国国家可再生能源实验室最新效率图）
图中转化效率（efficiency）为理论值——在标准光强：AM1.5，地面接收到太阳辐射强度1000W/平方米，电池温度25摄氏度条件下，用辐照仪测试太阳能电池板，用太阳能板的发电功率除以面积再除以1000，则得出效率。
假设：该太阳能电池板的功率为5W，面积为0.03平方米，则它的效率为5/0.03/1000=0.167=16.7%。也就是它将1000W/㎡ 太阳光能量的16.7%转换成了电能。
实际环境下的转换效率，要根据实际辐照度、温度、实际发出的电能以及各种损耗来计算出实际的转换效率，工作环境的不同，工作时的实际的转换效率也不一样。
