於是人們就萌發了一個大膽的設想，將太陽能光電站“搬”到宇宙空間去--到太空中捕捉太陽能。這並不是幻想，按照人類今天已經掌握的空間技術，建造空間太陽能光電站是完全可能的。
科學家設想的空間太陽能光電站有兩種方案:一種是建立太陽能發電衛星，在衛星上用太陽能發電;另外一種是將月球作為基地，建立太陽能光電站。這兩種方案的基本構想是相同的，都是在地球外層空間利用太陽光能發電，然後通過微波或激光將電能傳輸給地麵上的接收裝置，再將所接收的微波或激光束轉變成電能供人們使用。微波是一種波長極短的無線電波，能夠穿雲透霧，可以幾乎無損耗地直達地球。
空間太陽能光電站高懸太空，既擺脫了氣候、晝夜、季節、天氣的影響，又不占用地球上的任何土地，還避開了大氣層對陽光的阻攔。因此，空間太陽能光電站能夠常年沐浴在陽光中，不分晝夜地24小時發電;而且太陽能電池光板的麵積可以盡量擴大，在高空軌道上大麵積聚集陽光。另外因為宇宙空間沒有空氣，沒有汙染，甚至沒有重量，所以電站工作極為可靠，壽命很長，建成後使用多年也不需派人去維修、管理，成為一個可靠而持久供應強大電力的太空電源。
空間太陽能光電站，不僅能為地球上的人類服務，而且還可通過微波或激光直接為空間的飛行器傳輸能量，或者作為空間大型能源基地。這是為人類提供服務的另一個途徑。
當然，建造空間太陽能光電站並非輕而易舉的事情。這裏不僅有經濟問題，需要龐大的資金投入;而且也有技術問題，其中最關鍵的是如何將電站發送到距地麵3.6萬千米的地球同步軌道上去。科學家們建議分兩個步驟操作:第一步是把電站的一個個預先製造好的部件送到低空軌道，派宇航員到那裏去進行組裝;第二步是用火箭將組裝完畢的電站推送到地球同步軌道上。而並非如我們想象的那樣，將在地麵上建好的整個電站，用運載火箭一下子發射到太空中去。
世界上很多工業發達國家都對空間太陽能光電站的建設興趣濃厚。美國在20世紀70年代就發射了一顆裝有147840個太陽能電池的電站衛星，可以發出11.5千瓦的電力。現在，美國航天局還有兩個空間太陽能光電站計劃:第一項計劃名為“太陽塔”，由一組在距赤道上空約12000千米軌道上運行的衛星組成，每顆衛星發電功率為200~400兆瓦。第二項計劃名為“太陽圓盤”，由一組軌道高度高得多的衛星組成，其形狀與太陽塔衛星相似，但是比太陽塔衛星成本更高。每顆衛星上裝有麵積巨大的“鐵翅膀”--太陽能電池板，電池板上密密麻麻地布滿了太陽能電池，每顆衛星的發電功率為5000兆瓦。
美國擬建中的空間太陽能光電站，還是一項投資上千億美元的浩大工程。這座衛星電站重51000噸，整體麵積55.12平方千米;光電轉換設備是矽太陽能電池，結構材料是強度大、質量輕的石墨複合材料;微波發射天線的直徑為1千米，地麵接收天線的直徑大約8千米。預計電站的發電功率為500萬千瓦。
人類多次的探月經曆，為在月球上建造和發射空間太陽能光電站創造了條件。如今不少科學家都紛紛提出種種建議和進行理論論證，認為人類以月球為基地建造和發射空間太陽能光電站，在不久的將來即會實現。雖然在月球上建電站的投資巨大，但收益卻很高，很有發展前景。