人類文明可謂是建立在大量消耗能源和資源的基礎上，沒有了能源的消費，人類的生活方式可能會倒退到中世紀，而能源問題之首要係人們對石油似乎已經沒有信心，開始認真的考慮石油的替代品了。究竟是什麼促使人們去這樣思考？是對地緣政治和經濟原因的擔憂？還是出於環境保護的考慮？或是憂心石油總有耗盡的那一天？不論原因如何，後石化時代我們靠什麼─清潔的、可持續利用的能源究竟在哪裏？
依能源分類概可分為再生能源與非再生能源，再生能源包括：太陽能、風力能、水力能、海洋能、地熱能等；非再生能源包括：石油、天然氣、煤炭、化學能、核能等。而太陽能電池即是為因應能源問題所產生之能源替代產物。
太陽能電池(Solar Cell)可大致分為三代，第一代為矽晶電池，又可大致分為單晶矽與多晶矽兩種，商業應用之歷史最悠久，已被廣泛應用於家庭與消費性商品；第二代產品為薄膜太陽能電池，主要構成材料為非晶矽(Amorphous)與二六族化合物半導體，常被運用於建築塗料；第三代即為砷化鎵三五族太陽能電池，砷化鎵(GaAs)被運用於太空作為發電用途已有很長的歷史，主要因為砷化鎵具有良好的耐熱、耐輻射等特性，因此被廣泛利用在太空發電用途，惟價格過於高昂，故過去未被使用於地面及家庭消費性用途。然隨著人類對半導體材料的認識益深，搭配上聚光光學元件，如今三接面砷化鎵電池之轉換效率已可高達40%，製造成本亦大幅降低，在全球熱切尋找永續替代能源的今日，高效率砷化鎵太陽能電池將是光能發電的另一項重要選擇。
從太陽表面所放射出來的能量，換算成電力約3.8×1023kW，太陽光經過一億五千萬公里的距離，穿過大氣層到達地球的表面，也約有1.8×1014kW，大約為全球平均電力的十萬倍，若能夠有效的運用此能源，不僅能解決消耗性能源的問題，連環保問題也可一併獲得解決。
太陽能電池是一種能量轉換的光電元件，經由太陽光照射後，把光的能量轉換成電能，太陽能電池最早在1954年由Bell實驗室所發明，當時研發的動機是希望能提供偏遠地區供電系統的能源，但是當時太陽能電池的效率只有6%，而且造價太高（357美元/瓦），缺乏商業上的價值，後來太陽能電池在太空應用中有重要的地位，從1957年蘇聯發射第一顆人造衛星開始，一直到1969年美國太空人登陸月球，乃至於近年來蓬勃發展的通訊衛星，都廣泛應用太陽能電池，太陽能電池工作原理能將光能轉換成電能，也稱為光伏電池(Photovoltaic,PV)，是以半導體材料製作的光電元件，一般採用n+/p同質結的結構，即在約10公分見方面積的p型矽片上用擴散法製作出一層很薄經過重摻雜的n型層，然後在n型層上面製作金屬柵線，作為正面接觸電極，在整個背面也製作金屬膜，作為背面接觸電極，為了減少光的反射損失，一般會在整個表面上再覆蓋一層抗反射塗層，太陽能電池發電原理是利用光伏效應(Photovoltaic Effect)，當p-n半導體材料吸收0.2~2.4微米波長的太陽光，產生電子電洞對，接通電路後就形成從n型區到p型區的電流，在光電轉換的過程中，並非所有的入射光譜都能被太陽能電池所吸收，並完全轉成電流，有一半左右的光譜因能量太低（小於半導體的能隙），對電池的輸出沒有貢獻，而另一半被吸收的光子中，除了產生電子電洞對所需的能量外，約有一半左右的能量以熱的形式釋放掉，所以單一電池的最高效率約在28%左右，且因製造過程複雜量產不易，太陽能電池價格普遍過高，效率和價格也是目前太陽能電池發展最大的瓶頸。
原油總有耗盡的一天，發展太陽能產業刻不容緩，除了多晶矽太陽能電池外，薄膜太陽能電池、聚光型太陽能電池也異軍突起，形成百花齊放的盛況，各種替代能源的研發就更熱門了，替代能源的研發取代石油，台灣才有機會迎接潔淨產業的曙光。