进入21世纪，人类将面临实现经济社会可持续发展的重大挑战。在资源有限和环境保护严格的双重约束下发展经济，已成为一个全球性的热点问题。能源问题将更加突出。能源短缺使世界上大多数国家的能源供应不足，无法满足其经济发展的需要。从长远来看，世界上已探明的石油储量只能使用到2020年，天然气只能使用到2040年左右，即使煤炭资源的储量只能使用两三百年。
由于煤炭、石油等化石燃料的燃烧，每年有数十万吨硫等有害物质被抛向空中，对大气环境造成严重污染，直接影响居民的健康和生活质量;一些地区形成酸雨，严重污染了水和土壤。化石能源的使用产生大量的温室气体，造成温室效应;造成全球气候变化。这一问题已经提上了全球议程，有关国际组织也举行了几次会议来限制二氧化碳等温室气体的排放。因此，解决上述能源问题，实现可持续发展，人类只能依靠科技进步，大规模开发利用可再生能源和清洁能源。
太阳能的“无限”太阳能储量约为1.6×1023KW / s。一年内到达地球表面的太阳能总量相当于1.892×1013亿吨标准煤。它是世界上已探明的主要能源储备。一万次。与传统能源的有限能量相比，太阳能具有取之不尽、用之不竭的“无限”储量。对于其他能源，太阳能在全球大部分地区都有普遍存在，并且可以在当地使用。这为传统能源短缺国家和地区解决能源问题提供了光明的前景。所使用的清洁太阳能，如风能、潮汐能等清洁能源，在开发利用过程中几乎不产生任何污染。利用经济学可以从太阳能利用经济学的两个方面来看待。首先，太阳能是取之不尽用之不竭的，它在接收太阳能时不征收任何“税”，而太阳能可以在任何地方使用。第二，在目前的技术发展水平，太阳能利用不仅是可能的，而且是可行的。因此，太阳能将在世界能源结构转型中发挥重要作用，成为理想的替代能源。
2. 太阳能电池
上世纪50年代，第一台实用硅太阳能电池的问世揭开了光电子技术的序幕，开启了人类利用太阳能的新篇章。自20世纪60年代太阳能电池进入太空，70年代进入地面以来，太阳能光伏技术发展迅速。自1990年以来，太阳能光伏发电设备的全球市场份额平均每年增长16%。目前，电力总装机容量已达800MW，相当于美国20万户家庭的年用电量。1997年，全球太阳能电池销量增长40%，成为全球增长最快的能源。
