古代阳燧取火的具体方法有两种说法：一说是用金属制成的尖底杯，放在日光下，使光线聚在杯底尖处，杯底置艾绒之类，遇光即能燃火；另一说是用铜制的凹面镜向着日光取火。
天津市艺术博物馆今收藏着一件汉代阳燧，它直径8.3厘米，厚0.3厘米，用青铜铸造而成，很像一面小铜镜。这件阳燧有一个非常光滑的凹球面，可以将太阳射来的光线反射聚成一个焦点。
据考证，早在公元前770至前221年间，我们的祖先就知道用凹面镜取火。
对凹面镜成像原理的分析，在战国时期《墨经》中就已经相当详尽了。有关凹面镜，北宋的沈括在《梦溪笔谈》中写道：“阳燧面室向日照之，皆聚向内，离镜一二寸，光聚为一点，大如麻菽。着物则火发。此则腰鼓最细处也。”前面部分论述光线在凹面镜上的聚光作用，中间是对焦点的描述，最后指出聚焦可以取火。
太阳能在医疗方面也有应用。《黄帝内经》和《本草纲目》记载着我们祖先公元前3~5世纪就掌握的日光疗法。
真正将太阳能作为“未来能源结构的基础”，则是近几十年来的事。20世纪70年代以来，太阳能科技突飞猛进，太阳能利用日新月异。
近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。该发明是一台利用太阳能加热空气，使其膨胀做功而抽水的机器。在1615~1900年，世界上又研制成多台太阳能动力装置和一些其他太阳能装置。这些动力装置几乎全部采用聚光方式呈现采集阳光，发动机功率不大，工质为水蒸气，价格昂贵，实用价值不大，大部分为太阳能爱好者个人研究制造。
这里需要向大家解释一下太阳能转换过程中提到的工质，它是指实现热能与机械能转换过程中所用的工作介质。工质一般是流体，尤其是气体或水蒸气，因为气态物质有良好的流动性和压缩性，便于吸收、输运、释放或转换能量。
水和水蒸气容易获得，成本低廉，并具有无腐蚀性、比热容和汽化潜热较大等优良性能，所以是最常用的工质。
20世纪的100年间，太阳能科技发展历史大体可分为7个阶段。
第一阶段(1900~1920年)
在这一阶段，世界上太阳能研究的重点仍是太阳能动力装置，但采用的聚光方式多样化，且开始采用平板集热器和低沸点工质，装置逐渐扩大，实用目的比较明确，造价仍然很高。建造的典型装置有1901年，在美国加州建成一台太阳能抽水装置，采用截头圆锥聚光器，功率为7.36千瓦；1902~1908年，在美国建造了5套双循环太阳能发动机，采用平板集热器和低沸点工质；1913年，在埃及开罗以南建成一台由5个抛物槽镜组成的太阳能水泵。
第二阶段(1920~1945年)
在这20多年中，太阳能研究工作处于低潮，参加研究工作的人数和研究项目大为减少，其原因与矿物燃料的大量开发利用和发生第二次世界大战有关，而太阳能又不能解决当时对能源的急需，因此太阳能研究工作逐渐受到冷落。
第三阶段(1945~1965年)
在第二次世界大战结束后的20年中，一些有远见的人士已经注意到石油和天然气资源正在迅速减少，呼吁人们重视这一问题，从而逐渐推动了太阳能研究工作的恢复和开展，再次兴起太阳能研究热潮。
在这一阶段里比较突出的有1952年，法国国家研究中心在比利牛斯山东部建成一座功率为50千瓦的太阳炉；1960年，在美国佛罗里达建成世界上第一套用平板集热器供热的氨-水吸收式空调系统，制冷能力为5冷吨；1961年，一台带有石英窗的斯特林发动机问世。在这一阶段里，加强了太阳能基础理论和基础材料的研究，取得了如太阳选择性涂层和硅太阳能电池等技术上的重大突破。平板集热器有了很大的发展，技术上逐渐成熟。太阳能吸收式空调的研究取得进展，建成一批实验性太阳房。对难度较大的斯特林发动机和塔式太阳能热发电技术进行了初步研究。
第四阶段(1965~1973年)
这一阶段，太阳能的研究工作停滞不前，主要原因是太阳能利用技术处于成长阶段，尚不成熟，并且投资大，效果不理想，难以与常规能源竞争，因而得不到公众、企业和政府的重视和支持。
第五阶段(1973~1980年)
自从石油在世界能源结构中担当主角之后，石油就成了左右经济和决定一个国家生死存亡、发展和衰退的关键因素，1973年10月爆发中东战争，石油输出国组织采取石油减产、提价等办法，支持中东人民的斗争，维护本国的利益。结果使那些依靠从中东地区大量进口廉价石油的国家，在经济上遭到沉重打击。西方一些人惊呼：世界发生了“能源危机”。
这次“危机”使人们认识到：现有的能源结构必须彻底改变，应加速向未来能源结构过渡。许多国家重新加强了对太阳能及其他可再生能源技术发展的支持，在世界上再次兴起了开发利用太阳能的热潮。
1973年，美国制定了政府级阳光发电计划，太阳能研究经费大幅度增长，并且成立太阳能开发银行，促进太阳能产品的商业化。
日本在1974年公布了政府制定的“阳光计划”，其中太阳能的研究开发项目有太阳房、工业太阳能系统、太阳热发电、太阳能电池生产系统、分散型和大型光伏发电系统等。为实施这一计划，日本政府投入了大量人力、物力和财力。
20世纪70年代初世界上出现的开发利用太阳能热潮，对中国也产生了巨大影响。一些有远见的科技人员，纷纷投身太阳能事业，积极向政府有关部门提建议，出书办刊，介绍国际上太阳能利用动态；在农村推广应用太阳灶，在城市研制开发太阳能热水器，空间用的太阳能电池开始在地面应用。1975年，在河南安阳召开“全国第一次太阳能利用工作经验交流大会”，进一步推动了中国太阳能事业的发展。这次会议之后，太阳能研究和推广工作被纳入了中国政府计划，获得了专项经费和物资支持。一些大学和科研院所纷纷设立太阳能课题组和研究室，有的地方开始筹建太阳能研究所。当时，中国也兴起了开发利用太阳能的热潮。
这一时期，太阳能开发利用工作处于前所未有的大发展时期，具有以下特点：
各国加强了太阳能研究工作的计划性，不少国家制定了近期和远期阳光计划。开发利用太阳能成为政府行为，支持力度大大加强。国际间的合作十分活跃，一些第三世界国家开始积极参与太阳能开发利用工作。
研究领域不断扩大，研究工作日益深入，取得较大的成果。如CPC、真空集热管、非晶硅太阳能电池、光解水制氢、太阳能热发电等。
各国制定的太阳能发展计划，普遍存在要求过高、过急问题，对实施过程中的困难估计不足，希望在较短的时间内取代矿物能源，实现大规模利用太阳能。例如，美国曾计划在1985年建造一座小型太阳能示范卫星电站，1995年建成一座500万千瓦的空间太阳能电站。事实上，这一计划后来进行了调整，至今空间太阳能电站还未升空。
太阳能热水器、太阳能电池等产品开始实现商业化，太阳能产业初步建立，但规模较小，经济效益尚不理想。
第六阶段(1980~1992年)
20世纪70年代兴起的开发利用太阳能热潮，进入80年代后不久开始落潮，逐渐进入低谷。世界上许多国家相继大幅度削减太阳能研究经费，其中美国最为突出。导致这种现象的主要原因是：世界石油价格大幅度回落，而太阳能产品价格居高不下，缺乏竞争力；太阳能技术没有重大突破，提高效率和降低成本的目标没有实现，以致动摇了一些人开发利用太阳能的信心；核电发展较快，对太阳能的发展起到了一定的抑制作用。
受20世纪80年代国际上太阳能低落的影响，中国太阳能研究工作也受到一定程度的削弱，有人甚至提出：太阳能利用投资大、效果差、储能难、占地广，认为太阳能是未来能源，主张外国研究成功后中国引进技术。虽然，持这种观点的人是少数，但十分有害，对中国太阳能事业的发展造成了不良影响。
这一阶段，虽然太阳能开发研究经费大幅度削减，但研究工作并未中断，有的项目还进展较大，而且促使人们认真地去审视以往的计划和制订的目标，调整研究工作重点，争取以较少的投入取得较大的成果。
第七阶段(1992年至今)
由于大量燃烧矿物能源，造成了全球性的环境污染和生态破坏，对人类的生存和发展构成威胁。在这样的背景下，1992年联合国在巴西召开“世界环境与发展大会”，会议通过了《里约热内卢环境与发展宣言》《21世纪议程》和《联合国气候变化框架公约》等一系列重要文件，把环境与发展纳入统一的框架，确立了可持续发展的模式。
这次会议之后，世界各国加强了清洁能源技术的开发，将利用太阳能与环境保护结合在一起，使太阳能利用工作走出低谷，逐渐得到加强。世界环境与发展大会之后，中国政府对环境与发展十分重视，提出10条对策和措施，明确要“因地制宜地开发和推广太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能等清洁能源”，制定了《中国21世纪议程》，进一步明确了太阳能重点发展项目。
1992年以后，世界太阳能利用又进入一个发展期，其特点是：太阳能利用与世界可持续发展和环境保护紧密结合，全球共同行动，为实现世界太阳能发展战略而努力；太阳能发展目标明确，重点突出，措施得力，有利于克服以往忽冷忽热、过热过急的弊端，保证太阳能事业的长期发展。
通过以上回顾可知，在20世纪100年间太阳能发展道路并不平坦，一般每次高潮期后都会出现低潮期，处于低潮的时间大约有45年。
太阳能利用的发展历程与煤、石油、核能完全不同，人们对其认识差别大，反复多，发展时间长。一方面说明太阳能开发难度大，短时间内很难实现大规模利用；另一方面也说明太阳能利用还受矿物能源供应、政治和战争等因素的影响，发展道路比较曲折。尽管如此，从总体来看，20世纪取得的太阳能科技进步仍比以往任何一个世纪都大。
太阳能的综合利用
人类对太阳能的利用有着悠久的历史。中国早在两千多年前的战国时期，就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光来点火；利用太阳能来干燥农副产品。发展到现代，太阳能的利用已日益广泛，它包括太阳能的光热利用、太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。太阳能的利用有光化学反应、被动式利用(光热转换)和光电转换三种方式。太阳能发电是一种新兴的可再生能源利用方式。
我们如何利用好太阳能呢？现在，人们利用太阳能的方法主要是利用能量转化的原理把太阳能转化成我们所需要的能量，方法主要有如下4个方面。
1.光热利用
就是将太阳光转换成热能加以利用。
目前低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等，中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等，高温利用主要有高温太阳炉等。
2.太阳能发电
未来太阳能将大规模地用于发电。
利用太阳能发电的，目前主要有以下两种：
(1)光-热-电转换。即利用太阳光所产生的热能发电。一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为蒸气，然后由蒸气驱动汽轮机带动发电机发电。
前一过程为光-热转换，后一过程为热-电转换。
(2)光-电转换。它的基本原理是利用光电效应将太阳光能直接转换为电能，它的基本装置是太阳能电池。
3.光化利用
这是一种利用太阳辐射能直接分解水，制造氢气的光化学转换方式。这种方法常用做海水淡化。
4.光生物利用
利用植物的光合作用，将太阳能转换成为生物质能。目前主要通过大量种植速生植物(如薪炭林)、油料作物和巨型海藻，来把太阳能转化为生物能。
怎样把太阳能存起来太阳能是极好的可再生能源，如何储存从阳光中获取的能量，是太阳能产业发展过程中一直面临的问题。对于太阳能储存，人们大致使用以下几种方法。
直接储存
中国东北地区有一种暖墙，用土坯、砖或混凝土砌成，墙里面中空，墙的下面是火炉。在寒冷的冬天，点燃火炉，火炉的烟经过暖墙排到室外，暖墙被加热之后，热量储存在暖墙里，十几个小时之后才会冷却。这样白天烧火炉，解决了夜间取暖问题。北方地区的火炕，也起到储存热量的作用。同样道理，可以利用蓄热材料来实现太阳能的直接储存。太阳能的直接储存分为短期储存和长期储存两类。短期储存可以把太阳能储存几个小时或者几天，长期储存可以把太阳能储存几个月。例如太阳房的砂石，就可以起到短期储存太阳能的作用，白天吸收太阳辐射能量，用于夜间使用。
太阳池对太阳能的储存就属于长期储存。太阳池是盐水池，太阳光照射到池的底部，池底部的高浓度盐水吸收太阳光的热量之后，因为含盐的水密度大，不会和上面的水发生对流，这样高温的水始终保存在水池的底部。另外，水池上部的清水像一层厚厚的玻璃，把水池底部的长波辐射阻挡回去，使水池的热量不会流失。这样，太阳池就可以长期储存太阳能了。
在实际应用中，水、沙、石子、土壤等都可作为储能材料，但储能有限。
其中水的比热容最大，应用较多，但在使用中要解决过冷和分层问题。
太阳能中温储存温度一般在100益以上500益以下，通常在300益左右，适宜于中温储存的材料有高压热水、有机流体、共晶盐等。太阳能高温储存温度一般在500益以上，目前正在试验的材料有金属钠、熔融盐等。1000益以上极高温储存，可以采用氧化铝和氧化锗耐火球。
转化为电能储存
比直接储存更为先进的办法就是把太阳能转变为其他的能，再加以储存，这是目前比较常见的做法。比如利用太阳能发电，把发出的电输入蓄电池进行储存。电能储存比热能储存困难，常用的是蓄电池，正在研究开发的是超导储能。世界上铅酸蓄电池的发明已有100多年的历史，它利用化学能和电能的可逆转换实现充电和放电。铅酸蓄电池价格较低，但使用寿命短，重量大，需要经常维护。
现有的蓄电池储能密度较低，难以满足大容量、长时间储存电能的要求。
