El efecto fotovoltaico fue reconocido por primera vez en 1839 por el físico francés Alexadre-Edmond Becquerel. Mientras experimentaba con una pila electrolítica sumergida en una sustancia de las mismas propiedades, observó que después al exponerla a la luz generaba más electricidad, así fue que descubrió el efecto que consiste en la conversión de la luz del sol en energía eléctrica.
En 1883 el inventor norteamericano Charles Fritts construye la primera celda solar utilizando selenio como semiconductor con una muy delgada capa de oro. Debido al alto costo de esta celda fue desarrollada para usos diferentes a la generación de electricidad, principalmente para sensores de luz en la exposición de cámaras fotográficas.
Albert Einstein investigó más a fondo sobre el efecto fotoeléctrico y descubrió que al iluminar con luz violeta (que es de alta frecuencia) los fotones pueden arrancar los electrones de un metal y producir corriente eléctrica. Esta investigación le permitió ganar el Premio Nobel de Física en 1921.
El inventor estadounidense Russel Ohl, patentó las primeras células solares de silicio en 1946, pero fue Gerald Pearson de Laboratorios Bells, quien a comienzos de la década del cincuenta por accidente, experimentando en la electrónica creó una célula fotovoltaica más eficiente con silicio, posibilitando un uso más práctico de las células.
Estos avances tecnológicos permitieron que aparezcan en el mercado las primeras células solares comerciales en 1957, comenzando a utilizarse en satélites espaciales tanto de la Unión soviética como en EE.UU. El primer objeto espacial que usó paneles solares fue el satélite norteamericano Explorer 1, lanzado en Febrero del año 1958. Este evento generó un gran interés en la producción de satélites geoestacionarios para el desarrollo de las comunicaciones.
La energía solar para uso doméstico aparece en 1970 en una calculadora y algunos pequeños paneles para el techo. A partir de esa década comienza a aprovecharse la energía solar con diferentes objetivos, en la agricultura, hornos solares, para generar vapor para maquinaria tanto para la producción como para transporte, como medio de calefacción, entre muchos otros ejemplos.
Una de las principales aplicaciones de la energía solar fotovoltaica más desarrollada en los últimos años, consiste en las centrales conectadas a red para suministro eléctrico, así como los sistemas de autoconsumo fotovoltaico de potencia generalmente menor, pero igualmente conectados a la red eléctrica.