Edmond Becquerel francia fizikus 1839-es felfedezése nyitotta meg az utat a napenergia felhasználása felé. Arra jött rá, hogy a napsugárzás bizonyos feltételek mellett elektromos energiát tud termelni.

Attól kezdve nemzetközi „összefogással” folytak a kutatások. Brit, amerikai, német, orosz fizikusok adtak hozzá olyan eredményeket a fényelektromos jelenség megértéséhez, felhasználásához, melynek eredményeképpen 1954. április 25-én a Bell Laboratories be tudta mutatni az első napelemet. Calvin Fuller és Gerald Pearson szilícium tranzisztoros kutatásához csatlakozott Daryl Chapin, akinek fotovoltaikus kutatásával sikerült teljessé tenni a csapatot. Az első elemek még alig 1 százalékos hatásfokkal működtek, de a három kutató munkája gyors eredményekkel járt, az áprilisban bemutatott Bell Cell nevű elem 6 százalékos hatásfokot is elért. A New York Times úgy számolt be a Bell Cell bemutatásáról, mint egy új korszak kezdetéről.

Mivel az előállítás költsége nagyon magas volt, nem is került szóba a hétköznapi életben való felhasználás, a fejlesztések sokkal inkább az űrtechnológiára koncentráltak. 1958-ban már használatba is került, az Egyesült Államokban, a Vanguard-1 műholdnál alkalmaztak először napelemeket. Korán felismerték, hogy az elektromos energia drágulásával a napelemek alternatív energiaforrásnak fognak számítani, és nem is kellett sokat várni: az 1973-as olajválság meggyőző erővel bírt, hogy nem haszontalan a napenergia felhasználásába befektetni. Intenzív kutatások kezdődtek olyan olcsó technológia kifejlesztésére, amely a tömeggyártást is lehetővé teheti. Az 1980-as évek közepéig továbbra is az űrkutatás jelentette a fő felhasználási területet, de aztán gyorsan megjelentek a kereskedelmi, ipari célra is alkalmas, megfizethető napelemek.

Mára szinte természetessé vált, hogy körülvesznek minket olyan eszközök, melyek energiaigényét napelemek segítségével fedezik. A fejlesztések jelenleg az elemek élettartamának növelésére koncentrálnak és arra, hogy minél jobban lehessen csökkenteni az előállítási költségeket. Napjainkban egy napelem élettartama 20-25 év, és nemrégiben sikerült elérni az egy wattra eső előállítási költség 1 dollár alá való szorítását. A mai napelemek 16-22 százalékos hatásfokot tudnak felmutatni. A napenergia felhasználásban élen járó országok Kína, Egyesült Államok, India, Japán, Ausztrália, Németország, Franciaország.

Amerika igazán példamutató, George Bush elnök 2003-ban a Fehér Házat is modernizálta és a tetőre napelemeket építtetett. 2013-ban Barack Obama elnök követte példáját és további napelemeket rendelt meg a Ház tetőre. (Trump elnök remélhetőleg nem szedeti le őket.)

A kutatások mára olyan különleges eredményeket is fel tudnak mutatni, mint a tavaly megépült francia napelemes autóút.