生命起源需要能量，生命維持和延續也需要能量。一定的溫度條件也是生物生存和延續所必需的，最低限度是水必須保持液態。太陽給我們帶來溫暖和光明，提供了必需的能量。如今對太陽能最主要的利用是透過植物的光合作用來實現的。有資料表明地球上的植物每年固定了3×10^21焦耳的太陽能，相當於人類全部能耗的10倍，合成近2000億噸有機物。對我們人類來說，透過光合作用不斷產生的有機物是太陽最基本的恩賜。太陽輻射還能幫助我們推動地球上物質的迴圈和流動。日光，即紫外線能殺滅許多有害的微生物，照射面板可以將攝入的一些營養成分轉化為我們所必需的維生素D，幫助鈣的吸收利用。當今透過科學技術裝備，人們擴大了對太陽能的直接或間接的利用。最簡單的是太陽能熱水器，再就是太陽能發電，用太陽能驅動車輛。日光被聚焦能達到很高的溫度，現在世界上最大的拋物面型反射聚光器有9層樓高，總面積2500平方米，焦點溫度高達4000攝氏度，許多金屬都可以被熔化。地球上的化石能源逐漸趨於枯竭，環境汙染也月益，科學家對安置在地面或太空中的太陽能電站寄予很大的期望。由於在高空的靜止軌道上每天可以有90%以上的時間受到Sunny照射，並沒有大氣層的阻擋衰減，據計算每天每平方米能接收太陽能32千瓦時。在20世紀70年代，美國國家航空和宇宙航行局和能源部曾提出了一個空間太陽電站方案，在靜止軌道上部署60個發電能力各為500萬千瓦的太陽能電站，可以基本上滿足本國對電能的需要。日本有一個計劃，在若干年後將一顆發電能力為100萬千瓦時的衛星，送上距離地球表面約3.6萬千米的軌道。甚至還有科學家設想在月球上建立太陽能電站。中國的西藏、青海等地區，日照比較強，近年來地面的太陽能發電裝置發展較快。西藏平均海拔4000米，是世界上離太陽最近的地方，空氣稀薄，透明度好、緯度低，年日照時數在3000小時左右，太陽能年輻射總量為每平方釐米185千卡以上，據測算西藏透過太陽能的開發利用，年節能相當於燃燒12.7萬噸的標準煤。太陽能利用

　　太陽表面溫度高達6000℃，內部不斷進行核聚變反應，並且以輻射方式向宇宙空間發射出巨大的能量。據估計，每三天太陽向地球輻射的能量，就相當於地球所有礦物燃料能量的總和。人類利用太陽能有三個途徑：光熱轉換、光電轉換和光化轉換。

　　光熱轉換

　　光熱轉換即靠各種集熱器把太陽能收集起來，用收集到的熱能為人類服務。

　　早期最廣泛的太陽能應用是將水加熱，現今全世界已有數百萬個太陽能熱水裝置。太陽能熱水系統主要包括收集器、儲存裝置及迴圈管路三部分。

　　利用太陽能作冬天採暖之用，在許多寒冷地區已使用多年。因寒帶地區冬季氣溫甚低，

　　室內必須有暖氣裝置，若要節省化石能源的消耗，可設法利用太陽能。大多數太陽能暖房使用熱水系統，也有使用熱空氣系統的例子。太陽能暖房系統由太陽能收集器、熱儲存裝置、輔助能源系統及室內暖房風扇系統組成。太陽輻射熱經過收集器內的工作流體儲存，然後向房間供熱。

　　目前，美國已興建100多萬個主動式太陽能採暖系統和超過25萬個依靠冷熱空氣自然流動的被動式太陽能住宅。

　　光電轉換

　　光電轉換即將太陽能轉換成電能。目前，太陽能用於發電的途徑有二：一是熱發電，就是先用聚熱器把太陽能變成熱能，再透過汽輪機將熱能轉變為電能；二是光發電，就是利用太陽能電池的光電效應，將太陽能直接轉變為電能（圖1所示是一種利用太陽能電池提供動力的太陽能飛機）。

　　太陽能電池的主要原理是：透過使用半導體材料，將較薄的N型半導體置於較厚的P型半導體上，當光子撞擊該裝置的表面時，P型和N型半導體的接合面有電子擴散產生電流，可利用上下兩端的金屬導體將電流引出利用。目前，太陽能電池的成本還較高，要達到足夠的功率，需要相當大的面積放置電池。

　　1953年，美國貝爾實驗室研製出世界上第一個矽太陽能電池，轉換效率為0。5％，1994年太陽能電池的轉換效率已提高到17％。

　　光化轉換

　　光化轉換即先將太陽能轉換成化學能，再轉換為電能等其他能量。我們知道，植物靠葉綠素把光能轉化成化學能，實現自身的生長與繁衍，若能揭示光化轉換的奧秘，便可實現人造葉綠素發電。目前，太陽能光化轉換正在積極探索、研究中。