Novi val u napretku tehnologije svakako je otkriće Edmonda Becquerela, 1839. godine. To otkriće je fotonaponski efekt, a njegov daljnji rad obuhvatio je eksperimentiranje s elektrolitičkim ćelijama koje je sastavio od dvije metalne elektrode spojene s vodičem. Drugim riječima, kada Sunčevo zračenje obasja fotonaponsku ćeliju, dio njegove energije predaje se elektronima i oni se oslobađaju te pomiču prema površini ćelije, zbog čega se javlja neravnoteža u broju elektrona između gornje i donje strane ćelije. Ako se ćelije spoje vodičem, kroz njega će poteći istosmjerna struja. Ta pojava je fizikalna pojava kod koje djelovanjem elektromagnetnog zračenja dovoljno kratke valne duljine dolazi do izbijanja elektrona iz obasjanog metala. Zračenje s valnom duljinom većom od granične ne izbija elektrone, jer elektroni ne mogu dobiti dovoljno energije za raskidanje veze s atomom. Ovo otkriće upotpunio je Albert Einstein u svom radu za koji je 1921. godine dobio Nobelovu nagradu.

Nadalje, šezdesetih godina 19. stoljeća francuski matematičar August Mouchet  došao je do ideje o solarnim parnim strojevima. Zajedno s pomoćnikom Abelom Pifreom načinio je u narednim desetljećima prvi solarno pogonjen stroj koji se koristio za različite namjene, a postao je preteča današnjim modernim solarnim paraboličnim tanjurima.

Niz otkrića koji su uslijedili ubrzo nakon ovih dostignuća u napretku solarne tehnologije, samo su pospješili ono što je uslijedilo. 1873. Willoughby Smith otkrio je fotovodljivost selena, a tri godine kasnije William Grylls Adams i Richard Evans otkrili su da selen proizvodi električnu energiju kada je izložen sunčevoj svjetolsti, ali isto tako da iako selen ne može proizvesti dovoljno električne energije za napajanje, dokazali su da čvrsti materijali mogu pretvarati svjetlost u električnu energiju direktno bez topline ili pokretnih dijelova. 1878. godine izumljen je bolometar, uređaj za mjerenje energije upadnih elektromagnetskih zračenja. Za to je zaslužan američki astronom Samuel Pierpont Langley. Charles Fritts nekoliko godina kasnije, 1883. opisuje prve solarne ćelije napravljene od tankih pločica selena. Prvi komercijalni solarni bojler izumio je Clarence Kemp 1891.

Godina za godinom koje su uslijedile, obilježile su 20. Stoljeće napretkom u vidu iskorištavanja Sunčeve energije za dobivanje električne. Od bitnijih otkrića u znanosti, kao što je već spomenuto, Albert Einstein je 1905. godine objavio zajedno sa svojom teorijom relativnosti i rad o fotoelektričnom efektu, koji je ranije spomenut. 16 godina kasnije za isti rad dobiva Nobelovu nagradu. U tih 16 godina između otkrića i nagrade za isto, znanstvenici su unaprijeđivali razvoj solarnih ćelija, od Williama J. Bailleya koji je koristio bakar, preko Jana Czochralskog i silicija, do kasnijeg razvoja drugih znanstvenika i inženjera i drugih materijala i poluvodiča (kadmij-sulfid).

Dosta važan datum u solarnoj tehnologiji u Americi ima godina 1954. te pojava silicija kao poluvodičkog materijala i postignuće učinkovitosti pretvorbe od 4%. Sredinom pedesetih godina arhitekti postižu gradnju prve komercijalne poslovne zgrade koja koristi solarno grijanje vode i pasivni solarni dizajn. Dan danas je taj solarni sustav u upotrebi i ušao je u National Register of Historic Places kao prvi solarni sustav za grijanje u svijetu.

Sljedećih godina znanstvenici postižu povećanje električne učinkovitosti fotonaponskih ćelija. 1956. Postignuta je učinkovitost od 8%, zatim sljedeće godine već se povećala na 9, a godinu iza na 10 %. 1960. Postignuta je učinkovitost od 14%. Danas su preko 95% svih solarnih ćelija proizvedenih na svijetu napravljene od silicija.