人類利用太陽能的曆史，已經有千萬年了，但主要是直接用它的光能和熱能，如照明、取暖、燒熱水等。直到近代，才有人把它的能量轉變成電能。1983年，在意大利西西裏島，建立了一台塔式鏡麵反射發電站。180麵大鏡子把太陽光集中到一個裝水的塔上，使水溫升到500益變成蒸汽，再推動渦輪發電機發電，電能可達1000千瓦。不過這種方法在飛機上是行不通的，飛機上沒有那麼大的地方，也不能承受那麼大的重量。因此，要在飛機上利用太陽能，還得尋找別的辦法。
20世紀50年代初，由於半導體技術的發展，人們研製成功了能將太陽光直接轉換成電能的太陽能電池。這種電池小得隻有2厘米見方、零點幾毫米厚。
它不僅輕便，而且光電轉換效率高，可以達到15%。這就為飛機采用太陽能作動力打下了基礎。
1974年4月29日中午，美國加裏福利亞州裏費塞德城的費拉博布機場上空，晴空萬裏，陽光燦爛。飛行員拉裏·莫羅駕駛著自己製造的一架輕巧的太陽能飛機“太陽高升號”騰空而起，在12米的高度上飛越了800米，曆時一分鍾後徐徐落下。這次飛行實現了人類多年來試圖用太陽能作為載人飛機動力的理想，在漫長的科學探索道路上邁開了有意義的一步。
“太陽高升號”飛機是世界上第一批太陽能動力飛機中的一架。他有輕而且很堅固的材料製成，重量隻有57千克。飛機具有上下兩個機翼，在上層的表麵裝有500個太陽能光電池。外麵罩衣是透明塑料製成的保護層。
20世紀70年代末，人力飛機的發展積累了製造低速、低翼載、重量輕的飛機的經驗。在這一基礎上，美國在80年代初研製出“太陽挑戰者”號單座太陽能飛機。飛機翼展14.3米，翼載荷為60帕(6千克力/米)，飛機空重90千克，機翼和水平尾翼上表麵共有16128片矽太陽電池，在理想陽光照射下能輸出3000瓦以上的功率。
1981年7月7日，這架以太陽能為動力的飛機飛過英吉利海峽。這架210磅(約95千克)重的“太陽能挑戰者”號從巴黎西北部25英裏(約40千米)遠的科邁伊森·維克辛起飛，以平均每小時30英裏(約48千米)的速度、1.1萬英尺(3352.
8米)的飛行高度，完成了全長165英裏(約265.5千米)的旅行，最後在英國東南海岸的曼斯頓皇家空軍基地著陸。保羅·麥克裏迪是該動力裝置的設計者，他還曾建造第一架人力發動的飛機越過海峽。這架“太陽能挑戰者”號是由安裝在機翼的1.6萬個阻擋層太陽能光電池發動的，這些電池把光能轉變為電能以推動2.7馬力發動機。這架飛機幾次試圖飛過海峽都未成功，此次借助極好的夏日陽光終於達到目的。飛機著陸時受到了30人的迎接。
1998年，美國航天局命名的“導航者二號”太陽能飛機，在美國夏威夷完全利用太陽能已經升到24500米高空，連續飛行15小時，又創造兩項最新的世界紀錄。這歸功於太陽電池提供12500瓦功率的電源，支持太陽能飛機能夠裝備8台較大功率的電動機，保持太陽能飛機正常飛行。
“導航者二號”太陽能飛機的機翼長達36米，已超過“空中客車”A320飛機的機翼。太陽能飛機有足夠的光照麵積鋪貼太陽電池，太陽電池實際上就是太陽光發電機，燃料是太陽光，把太陽光能直接變成電能。在空氣稀薄的高空中，太陽電池的功率要比在地麵上同樣的太陽電池效率高；而汽油發動機的飛機在高空中飛行會導致功率損失。