根据《2014年BP世界能源统计年鉴》数据，2013年中国仍为全球最大的能源消耗国，占世界一次能源消耗的22.4%。我国能源消耗呈现如下格局：煤炭67.5%，石油17.8%，天然气5.1%，非化石燃料9.6%。其中传统化石燃料（即煤炭、石油和天然气）占据了总消耗90.4%，这些能源一般认为是由古代生物经过漫长的演化而形成的，储量有限并且在相当长的时期内不可能再生，因此称为非可再生能源。人类对非可再生能源的开采和利用，在面临能源枯竭的同时，也带来了环境污染和气候改变等问题，例如雾霾、温室效应、土壤沙化等。鉴于此，开发和利用可再生能源是目前世界各国关注的焦点。截至目前，被广泛应用的可再生能源包括太阳能、风能、地热和生物能等。
太阳是地球上生物赖以生存的主要能量供给体，为人类源源不断地提供太阳能，同时也是其它诸多类型能量的制造者，如风能、波浪能、潮汐能和海洋温差能等。数据显示，太阳在1小时内可向地球提供4.3´1020 J的能量，这些能量几乎能够满足目前地球上人类在1年内的能量消耗。对太阳能的利用有多种形式，例如植物通过光合作用将太阳能转化为生物能并产生氧气，生活中广泛应用的太阳能热水器直接利用太阳的热量产生热水，太阳能海水淡化技术利用太阳能进行蒸馏，而太阳能电池可将太阳能转化为电能，等等。
太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，其主体一般为半导体材料。在光照情况下，半导体材料吸收太阳光而将其转化为电流的载体，即电子和空穴，通过外接电路而提供电能。目前被广泛应用的太阳能电池包括硅基（如单晶硅、多晶硅和薄膜硅等）、砷化镓薄膜、锑化镉和铜铟镓硒薄膜太阳能电池等，以及成本低廉的染料敏化和有机光伏，还有2013年被美国《科学》杂志评为十大科技突破之一的钙钛矿太阳能电池。
此次执行环球飞行的“阳光动力2号”太阳能飞机（Solar Impulse 2）翼长跨度为71.9米，稍小于目前世界上载客量最大的空客A380飞机（79.75米）。其机翼部分含有17248片太阳能电池，总面积为269.5平方米，可产生最大66千瓦的功率。这些太阳能电池由总部坐落在美国加州的SunPower公司提供，该公司主要生产高效的晶体硅太阳能电池。根据澳大利亚新南威尔士大学Martin Green教授等人于2015年1月发布的太阳能电池效率表，SunPower公司目前仍然保持大块晶体硅太阳能电池组件的最高效率记录：面积15775平方厘米效率为22.4%。
有计算显示，如果将地球陆地面积的0.16%或地球面积的0.1%覆盖上效率为10%的太阳能电池系统，这将产生20太瓦（1太瓦=1´1012瓦）的辐照能量，相当于建造20000个装机容量为100万千瓦的核电站（例，大亚湾核电站1号机组装机容量98.4万千瓦）。2011年日本福岛核泄漏事故发生后，核能的利用再次引发全球广泛的关注和讨论，2012年日本核能发电量下降89%，占全球降幅的82%。相对核能而言，太阳能不存在安全隐患，是清洁并且可再生的理想能源。由此可见，开发和利用太阳能可以满足我国国民经济增长对能源的需求，符合长远的可持续发展的能源战略目标。
