太陽能來自于太陽內部核聚變所蘊藏的巨大能量。據粗略估計，太陽輻射的總能量流為4×1026J/s，其中向地球輸送的光和熱約達1.8×1017J/s，相當于燃燒4×108t煙煤所產生的能量。一年中太陽輻射到地球表面的能量相當于人類現有各種能源在同期內所提供能量的上萬倍。與石油、煤、天然氣等能源的價格隨著供應量和儲量的變化而波動不同，伴隨著技術的不斷進步，人類利用太陽能的成本會逐年下降。近年來，對于可再生能源的開發利用日益受到人們的重視，太陽能由于兼具清潔、安全、能量巨大、分布廣泛、長久不衰等特點，逐漸成為未來能源的主要供應形式之一。圖1.1為各類一次能源使用量的變化趨勢，在未來的能源結構中，太陽能無疑將占據重要地位。
中國、日本和美國是光伏需求的主要推動者，同時也聚集了大量的光伏制造企業及光伏應用產品生產商。根據IEA 2014年的預測，截至2050年，光伏發電產能將達4600GW，將提供全部人類電力需求16%的份額，約折合63000億千瓦時的電能。按照這一預測，2015年到2025年間，平均年裝機量將達到120GW以上，2025年之后有望增加到200GW/年的水平。
隨著光伏應用規模的不斷擴大，太陽能電池的制造成本和系統應用成本逐漸降低。圖1.4為1976年至2014年間，光伏組件平均售價與累積組件出貨量之間的關系圖。由圖可知，隨著組件出貨量的增加，光伏組件的平均價格逐漸降低。以晶體硅太陽能電池為例，在光照資源較好的地區，光伏發電成本已降至0.10～0.11$/(kWh)，與核能和天然氣發電相當，與火力發電（0.07$/(kWh)）的差距逐步縮小。光伏電力已經在日本、西班牙、德國、英國等19個國家和地區基本實現平價上網，進入了脫離補貼也能自主發展的階段。相比于傳統化石能源，光伏發電成本的競爭優勢在未來會不斷地凸顯出來。
