На землю падают сильные лучи солнца, принося тепловую и световую энергию. Часть световой энергии можно преобразовать прямо в электричество, используя полупроводники из кремния и других материалов. Компания Белл Лабораториз в Соединенных Штатах была первой, кто разработал солнечные элементы на кремниевых полупроводниках. Это было в 1954 году. В то время коэффициент преобразования энергии был низким — всего несколько процентов. Но в 1970-х годах коэффициент преобразования солнечных элементов вырос до 15%, что сделало их пригодными для практического применения. Коэффициент полезного действия современных солнечных элементов достигает почти 20%.

Количество электроэнергии, получаемой из солнечных лучей, равно приблизительно 1 кВт на каждый квадратный метр освещённой солнцем поверхности. Это значит, что солнечный элемент с площадью поверхности в 1 квадратный метр и коэффициентом полезного действия 20% может генерировать 200 ватт электричества. Увеличение коэффициента полезного действия уменьшает удельную себестоимость производства электричества, что позволяет производить большее количество электроэнергии без увеличения площади солнечных батарей.

В 2002 году мировое производство электроэнергии солнечными элементами равнялось примерно 520 000 кВт (на основе суммарного количества кВт, которое могут генерировать элементы). Производство электроэнергии в Японии составило 48,9 % от общего количества—255 000 кВт—что позволило Японии стать ведущим мировым производителем солнечных элементов. Это демонстрирует надежность полупроводниковых технологий Японии и подчеркивает усилия, предпринимаемые японскими компаниями для разработки новых изделий, использующих солнечную энергию с целью достижения более высокой степени нейтрализации отработанных газов и получения более тонких солнечных элементов.