Zanim człowiek zaczął wykorzystywać energię Słońca przy pomocy ogniw słonecznych, wymyślił baterię ogrzewającą wodę. Rzędy zwierciadeł skupiały w niej światło na odbiorniku, który nagrzewał wodę w systemie rur. Wrzący płyn wydzielał parę o wysokim ciśnieniu, a ona napędzała turbinę produkującą prąd. Elektrownie tego typu nie były jednak opłacalne. Przełom nastąpił, gdy ludzie nauczyli się wykorzystywać zjawisko zwane efektem fotoelektrycznym, odkryte w 1887 roku przez Heinricha Hertza. Ten niemiecki fizyk stwierdził, że pewne substancje pod wpływem światła mogą emitować elektrony.
Najpopularniejsze ogniwa słoneczne są wykonane z półprzewodnika krzemowego. Ogniwo składa się z dwóch jego warstw: ×pÓ i ×nÓ. Warstwa ×nÓ ma nadmiar elektronów (cząstek naładowanych ujemnie), warstwa „p” ma ich z kolei za mało – może je przyjmować. Po połączeniu obu warstw, powstaje między nimi napięcie. Padające na ogniwo światło słoneczne dostarcza energii niezbędnej do przepływu elektronów – wędrują z warstwy ×nÓ do warstwy ×pÓ. W ten sposób w ogniwie zaczyna płynąć prąd. Teraz wystarczy go już tylko zebrać i skoncentrować.
Kiedyś ogniwa takie służyły do zasilania głównie satelitów i sond kosmicznych. Dziś można je spotkać m.in. w domach, nowoczesnych środkach transportu (samochody, promy), powstaje coraz więcej elektrowni słonecznych. Co prawda pozyskiwanie energii w ten sposób jest nadal kosztowne, ale wobec ograniczonych zasobów węgla, ropy naftowej i gazu ziemnego można się spodziewać, że w przyszłości (wraz z np. elektrowniami wiatrowymi) przejmą prym w tej dziedzinie.