太陽能一般指太陽光的輻射能量。在太陽内部進行的由“氫”聚變成“氦”的原子核反應，不停地釋放出巨大的能量，并不斷向宇宙空間輻射能量，這種能量就是太陽能。太陽内部的這種核聚變反應，可以維持幾十億至上百億年的時間。太陽向宇宙空間發射的輻射功率爲380000000000000000000000kW的輻射值，其中20億分之一到達地球大氣層。到達地球大氣層的太陽能，30%被大氣層反射，23%被大氣層吸收，其餘的到達地球表面，其功率爲800000億kW，也就是說太陽每秒鍾照射到地球上的能量就相當于燃燒500萬噸煤釋放的熱量。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如風能，化學能，水的勢能等等。狹義的太陽能則限于太陽輻射能的光熱、光電和光化學的直接轉換。
人類對太陽能的利用有着悠久的曆史。我國早在兩千多年前的戰國時期，就知道利用鋼制四面鏡聚焦太陽光來點火；利用太陽能來幹燥農副産品。發展到現代，太陽能的利用已日益廣泛，它包括太陽能的光熱利用，太陽能的光電利用和太陽能的光化學利用等。太陽能的利用有被動式利用（光熱轉換）和光電轉換兩種方式。太陽能發電一種新興的可再生能源利用方式。
使用太陽電池，通過光電轉換把太陽光中包含的能量轉化爲電能，使用太陽能熱水器，利用太陽光的熱量加熱水，并利用熱水發電，利用太陽能進行海水淡化。現在，太陽能的利用還不很普及，利用太陽能發電還存在成本高、轉換效率低的問題，但是太陽電池在爲人造衛星提供能源方面得到了應用。
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