Pământul primește o sursă incredibilă de energie solară. Soarele este un reactor de fuziune care arde peste 4 miliarde de ani. Oferă suficientă energie într-un minut pentru a satisface nevoile energetice ale lumii timp de un an. Într-o zi, acesta furnizează mai multă energie decât populația noastră actuală ar consuma în 27 de ani. De fapt, "Cantitatea de radiații solare lovind pământul pe o perioadă de trei zile este echivalentă cu energia stocată în toate sursele de energie fosilă".

Energia solară este o resursă liberă, inepuizabilă, dar folosirea acesteia este o idee relativ nouă. Abilitatea de a folosi energia solară pentru căldură a fost prima descoperire. Un om de știință elvețian, Horace de Saussure, a construit primul colector solar termic în 1767, care ulterior a fost folosit pentru încălzirea apei și prepararea alimentelor. Primul brevet comercial pentru încălzitorul solar a fost alocat lui Clarence Kemp din SUA în 1891. Acest sistem a fost cumpărat de doi directori din California și instalat în o treime din locuințele din Pasadena până în 1897.

Producerea energiei electrice din energia solară a fost cea de-a doua descoperire. În 1839, un fizician francez numit Edmund Becquerel a realizat că energia soarelui ar putea produce un "efect fotovoltaic" (foto = lumină, voltaic = potențial electric). În anii 1880, celulele fotovoltaice de seleniu (PV) au fost dezvoltate care ar putea transforma lumina în energie electrică cu o eficiență de 1-2% ("eficiența unei celule solare este procentul de lumină solară disponibilă transformată de celulele fotovoltaice în electricitate"), dar cum conversia a avut loc nu a fost înțeleasă. Prin urmare, energia fotovoltaică "a rămas o curiozitate de mulți ani, deoarece a fost foarte ineficientă în transformarea soarelui în electricitate". Abia după ce Albert Einstein a propus o explicație pentru "efectul fotoelectric" la începutul anilor 1900, pentru care a câștigat un premiu Nobel, oamenii au început să înțeleagă efectul fotovoltaic asociat.

"Tehnologia solară a avansat la aproximativ designul său actual în 1908 când William J. Bailey de la Carnegie Steel Company a inventat un colector cu o cutie izolată și bobine de cupru". Până la mijlocul anilor 1950 Bell Labs Labs a obținut o eficiență de 4%, iar ulterior o eficiență de 11%, cu celule PV de siliciu. De atunci, interesul pentru energia solară sa intensificat. La sfârșitul anilor 1950 și 1960, programul spațial a jucat un rol activ în dezvoltarea fotovoltaicii. "Celulele au fost surse perfecte de energie electrică pentru sateliți, deoarece erau rezistenți, ușor și puteau îndeplini cu certitudine cerințele de putere redusă". Din păcate, celulele nu erau practice pentru utilizare pe pământ, datorită costului ridicat de a le face eficiente și ușoare, deci au fost necesare cercetări suplimentare.

Energia solară poate avea un mare potențial, dar a fost lăsată pe spate, ori de câte ori combustibilii fosili erau mai accesibili și disponibili. "Numai în ultimele decenii, când cererea tot mai mare de energie, creșterea problemelor de mediu și reducerea resurselor de combustibili fosili ne-au făcut să căutăm opțiuni alternative de energie, ne-am concentrat atenția asupra exploatării cu adevărat a acestei resurse extraordinare". De exemplu, Departamentul de Energie al SUA a finanțat instalarea și testarea a peste 3.000 de sisteme fotovoltaice în timpul embargoului petrolier din 1973-1974. Până la sfârșitul anilor 1970, companiile energetice și agențiile guvernamentale au investit în industria fotovoltaică și "a avut loc o accelerare extraordinară în dezvoltarea modulelor". Imbunatatirile in domeniul energiei solare au fost din nou solicitate in timpul razboiului din Golf in anii 1990.

Având în vedere că "primele celule solare practice au fost făcute cu mai puțin de 30 de ani în urmă", am ajuns un drum lung. Profligația companiilor solare profesionale care proiectează sisteme unice și specifice de energie solară pentru case individuale înseamnă că nu mai există o scuză să nu ia în considerare puterea solară pentru casa ta. Cele mai mari salturi în eficiență au venit "odată cu apariția tranzistorului și a tehnologiei semiconductoare însoțitoare". Costul de producție a scăzut la aproape 1/300 din ceea ce a fost în timpul programului spațial de la mijlocul secolului, iar costul de achiziție a crescut de la 200 $ pe watt în anii 1950 până la un posibil doar 1 $ pe watt astăzi. Eficiența a crescut dramatic până la 40,8% din noul record mondial al Departamentului de Energie Nucleară al Registrului Energiei din august 2008.

Încă mai folosim energia solară în aceleași două forme astăzi, termice și fotovoltaice. Primul concentrează lumina soarelui, îl convertește în căldură și o aplică la un generator de abur sau la un motor care trebuie transformat în electricitate pentru a "încălzi clădirile, a încălzi apa, a genera electricitate, a cultiva uscate sau a distruge deșeurile periculoase". Electricitatea este generată atunci când fluidul încălzit acționează turbinele sau alte mașini. Cea de-a doua formă de energie solară produce energie electrică direct fără părți în mișcare. Sistemul fotovoltaic de astăzi este compus din celule din siliciu, cel de-al doilea cel mai abundent element din scoarța pământului. "Puterea este produsă atunci când lumina soarelui lovește materialul semiconductor și creează un curent electric." Cea mai mică unitate a sistemului este o celulă. Celulele conectate împreună formează un modul, iar modulele care formează fire sunt formate dintr-un panou. Un grup de panouri este numit matrice, iar mai multe tablouri formează un câmp de matrice.