L’effet photovoltaïque, qui consiste en la conversion de la lumière en électricité, fut découvert par Antoine Becquerel en 1839. Il faudra néanmoins attendre près d’un siècle pour que les scientifiques exploitent ce phénomène.
En 1875, Werner Von Siemens expose devant l’Académie des Sciences de Berlin un article sur l’effet photovoltaïque dans les semi-conducteurs.
En 1913, William Coblentz dépose le premier brevet pour une cellule photovoltaïque qui malheureusement ne fonctionnera jamais.
En 1916, Robert Millikan sera le premier à produire de l’électricité grâce à une cellule photovoltaïque. Pendant les quarante années suivantes, il n’y aura que peu de progrès en énergie photovoltaïque car les cellules ont un rendement trop faible.
En 1954, trois chercheurs américains (Chapin, Pearson et Prince) mettent au point une cellule photovoltaïque à haut rendement (9 % ) et les Laboratoires Bell construisent le premier panneau solaire. Il était néanmoins trop coûteux pour être produit en série. C’est la conquête spatiale qui fera réellement avancer l’énergie solaire. Le panneau solaire étant le seul moyen non-nucléaire d’alimenter des satellites en énergie. En 1958 à lieu le premier lancement d’un satellite fonctionnant à l’énergie photovoltaïque. L’industrie spatiale investira alors beaucoup de fonds dans le développement des panneaux solaires.
Durant les années 1970 et 1980,la recherche développe l’énergie photovoltaïque de façon à ce quelle soit exploitable pour des applications terrestres. L’énergie solaire connaîtra un second élan au cours du premier choc pétrolier dans les années 1970. Alors que le coût de l’énergie augmente considérablement, les panneaux solaires photovoltaïques commencent à être installés sur des bâtiments résidentiels . En effet, en 1973, la première habitation alimentée par des panneaux solaires est construite à l’université du Delaware . En 1983, la première voiture alimentée par énergie photovoltaïque parcourt 4 000 km en Australie.
Pendant longtemps, les panneaux photovoltaïques ont été considérés comme des sources d’énergies alternatives. Du fait de la réduction des ressources fossiles, l’énergie solaire est de nouveau en pleine essor. Le dérèglement climatique et la hausse du coût des énergies ont accéléré cette croissance. Les distributeurs d’électricité et les gouvernements offrent des subventions et des réductions pour encourager les propriétaires à investir dans l’énergie solaire pour leur habitation. En effet, en 1995, des programmes de toits photovoltaïques raccordés au réseau ont été lancés, au Japon et en Allemagne, et se généralisent depuis 2001.