1876年，英国有两位科学家，一个叫W·G·亚当斯，一个叫A·E载。他们在研究硒这种半导体材料时，偶然发现，硒经太阳光一晒，竟能像伏打电池那样，产生电流。当时，他们把这现象称为光伏打效应。从那时起，人们就已知道，光能可以直接转变成电能。但是，硒产生的光电效应很弱，光变电的转换效率很低，只有1%左右。就是说，相当于100瓦的光能照射硒，硒只是产生出1瓦的电能，因此没有什么实用价值。这样，光变电的现象没有受到充分重视，研究它的人也就“冷”了下来，直到20世纪50年代，光电效应仍然只作为一种罕见现象看待。

到1954年，美国的贝尔实验室在研究另一种叫做硅的这种半导体材料时，惊异地发现，当在硅中掺入一定的微量杂质后，光电效应非常明显，光转变成电的效率大为提高，达到10%左右。就在这一年，贝尔实验室把硅晶体切成薄片，在硅片的正面和背面分别涂上少量的硼和砷，受光照射后，硅片涂硼的一侧即产生正电，而涂砷的一侧产生负电，将金属导线从正面和北面各引出一个电极，就成了世界上第一个光伏打电池。

从此以后，大批人投入了光电材料的研究，光电材料的光电转化效率也不断提高。

1958年3月17日，美国首次在“先锋1号卫星”上用单晶硅光电池提供电源。只是这个光电池的功率小得可怜，只能供1个5毫瓦的辅助发射机的用电。自1959年后，全世界数以千计的卫星上几乎都装有利用太阳能的光电池，功率也逐步增加，有的高达20千瓦。我国1990年9月3日发射的“风云一号”气象卫星上，也采取了光电池。(www.daowen.com)

最近几年，光电材料层出不穷，光电转换效率也不断提高，例如硅光电池的转换效率可达16%，一些新型的电光材料如砷化镓，转换效率可以超过20%。

太阳能光电池已经在人造卫星、无人灯塔、海上航标、摩托快艇、手表、计算器、路灯、钟塔、微波中继站等领域大量应用，并且出现了用太阳光电池开动的汽车、飞机。