概要
以前は太陽光発電をする半導体（太陽電池）が非常に高価であったため、離島の灯台や人工衛星、地球の公転軌道の内側へ行く探査機の電源としてのみ用いられていたが、太陽電池の発電効率の上昇により、21世紀に入るころから住宅や工場などの発電設備として普及し始めた。
2020年代以降は、蓄電設備や電気自動車、スマートグリッド（次世代送電網）などのインフラの普及を背景に、各国で水力発電や火力発電と並ぶ主力電源となると目されている（日本政府も太陽光発電を中心とする再生可能エネルギーを主力電源として位置付けている）。
特徴
発電設備は、太陽光パネルと必要な電圧や周波数に変換するインバータ（簡単に言うとパネルで発電される直流を一般的に使われる交流に変換する装置）で構成される。必要に応じてバッテリーや電力網に接続するための送電設備と組み合わせられる。
光を受ければ何もしなくとも発電するので、光の当たる場所ならどこにでも設置でき、設置後の費用や手間もほとんどかからない。太陽光パネルは30年以上稼働でき、10～15年程度で寿命を迎えるインバータの更新費用を考慮に入れても、いったん設置すればその後のコストは安い発電システムである。
しかし面積を取る割に発電量が少なく、時間帯や天候に左右される欠点がある。発電量を制御できないため、太陽光発電所から供給される過剰な電力は停電の原因になるとして、電力需要の低い時期は稼働停止（発電した電気を無駄に捨てる）を強いられることもある。また、運用に手間や費用がかからないという長所は、裏返すと地元に雇用が発生しない欠点とも言える。
かつては都市の主力電源を賄う巨大な発電所には向かず、補助電源や分散電源向きと言われていた。しかし、各国での優遇措置を背景に2010年代に急速に普及、さらに大容量のリチウムイオン電池の価格低下、NAS電池の登場で大規模な蓄電設備を併設することにより、天候や時間帯による発電量の変化を分散化できるようになった。
すでに太陽光発電電力の固定価格買取制度（FIT）は撤廃され、そのほかの優遇制度も徐々に減らされているが、大きな利益が見込めるということで各地に巨大な太陽光発電所（メガソーラー）が建設されている。しかし、他に使い道のない荒地や開発が頓挫した造成地の跡地ならばともかく、優良農地や自然豊かな山間部にまで太陽光パネルが敷き詰められるようになり、景観破壊や反射光による公害が各地で問題となっている。大規模な太陽光発電所がつくられるようになってから日が浅いためパネルや蓄電池のリサイクル・リユースも問題点として指摘されるが、電子部品からの金属（レアメタルなど）やガラス資源の回収は既に確立された技術であり、技術的な問題は少ない。
余談
太陽電池の動作原理がICやLSIでは逆に厄介者となるので、光センサーや窓付きROM、発光ダイオードなど光を通す必要のある物を除き光が通らないように黒いプラスチックやセラミック、金属製の入れ物などで封止してある。また、窓付きROMも紫外線によるデータ消去時以外は光を通さないシールで目隠ししてある。(そうしないと強い光が当たったときに誤作動したり、当たる紫外線の波長によってはデータ消失の原因になる。)
