Pada awal tahun 1839, Becqurel, seorang ilmuwan Perancis, menemukan bahwa cahaya dapat membuat perbedaan potensial antara berbagai bagian bahan semikonduktor. Fenomena ini kemudian dikenal sebagai efek voltase fotogenerasi, atau disingkat "efek fotovoltaik". Pada tahun 1954, ilmuwan Amerika Chapin dan Pierson di Laboratorium Bell Amerika untuk pertama kalinya membuat sel surya silikon monopristalin praktis, lahirnya konversi energi matahari menjadi energi listrik teknologi pembangkit listrik fotovoltaik praktis.
Sejak tahun 1970-an, seiring dengan berkembangnya industri modern, krisis energi global dan polusi udara menjadi semakin menonjol. Energi bahan bakar tradisional semakin berkurang dari hari ke hari, menyebabkan kerusakan lingkungan yang semakin besar. Pada saat yang sama, sekitar 2 miliar orang di dunia tidak memiliki pasokan energi yang normal. Saat ini, seluruh dunia telah beralih ke energi terbarukan, dengan harapan bahwa energi terbarukan dapat mengubah struktur energi umat manusia dan mempertahankan-pembangunan berkelanjutan dalam jangka panjang.
Energi surya telah menjadi fokus perhatian masyarakat dengan keunggulannya yang unik, setiap detiknya mencapai energi tanah sebesar 800.000 KWH, jika permukaan bumi mengubah 0,1% energi matahari menjadi energi listrik, tingkat konversi sebesar 5%, pembangkit listrik tahunan dapat mencapai 5,6×1012 KWH, setara dengan 40 kali konsumsi energi di dunia. Karena keunggulan unik energi surya inilah, setelah tahun 1980-an, variasi sel surya semakin meningkat, cakupan penerapannya semakin luas, dan skala pasar secara bertahap meluas.
Setelah tahun 1990-an, pembangkit listrik fotovoltaik berkembang pesat. Pada tahun 2006, lebih dari 10 megawatt sistem pembangkit listrik fotovoltaik dan 6 megawatt jaringan pembangkit listrik fotovoltaik telah dibangun di dunia. Amerika Serikat adalah negara pertama yang merumuskan rencana pengembangan pembangkit listrik fotovoltaik. Pada tahun 1997, proyek "Sejuta Atap" diusulkan. Jepang meluncurkan Program Sinar Matahari Baru pada tahun 1992. Pada tahun 2003, Jepang menyumbang 50% produksi modul pv dunia, dan empat dari 10 produsen terbesar dunia berada di Jepang. Undang-undang energi terbarukan Jerman yang baru mengatur feed-tarif pembangkit listrik fotovoltaik, yang sangat mendorong perkembangan pasar dan industri fotovoltaik, menjadikan Jerman menjadi negara dengan perkembangan pembangkit listrik fotovoltaik tercepat di dunia setelah Jepang. Swiss, Perancis, Italia, Spanyol, Finlandia dan negara-negara lain juga telah membuat rencana pengembangan fotovoltaik, dan berinvestasi besar-besaran dalam pengembangan teknologi dan percepatan industrialisasi.