Na długo przed pierwszym dniem Ziemi obchodzonym 22 kwietnia 1970 r. Naukowcy dokonali pierwszych odkryć w dziedzinie energii słonecznej, podnosząc świadomość na temat środowiska i wspierając ochronę środowiska. Wszystko zaczęło się od Edmonda Becquerela, młodego fizyka pracującego we Francji, który w 1839 roku zaobserwował i odkrył efekt fotowoltaiczny - proces, który wytwarza napięcie lub prąd elektryczny pod wpływem światła lub energii promieniowania. Kilka dekad później francuski matematyk Augustin Mouchot został zainspirowany pracą fizyka. Zaczął rejestrować patenty na silniki napędzane energią słoneczną w latach 60. Od Francji do USA wynalazcy zainspirowani byli patentami matematyka i złożyli wnioski patentowe na urządzenia zasilane energią słoneczną już w 1888 roku.
Charles Fritts zainstalował pierwsze panele słoneczne na dachu Nowego Jorku w 1884 r. (Dzięki uprzejmości Johna Perlina) Zrób krok wstecz do 1883 roku, kiedy nowojorski wynalazca Charles Fritts stworzył pierwsze ogniwo słoneczne, pokrywając selen cienką warstwą złota. Fritts poinformował, że moduł selenu wytwarzał prąd „ciągły, stały i o znacznej sile”. Ogniwo to osiągnęło współczynnik konwersji energii od 1 do 2 procent. Większość nowoczesnych ogniw słonecznych pracuje z wydajnością od 15 do 20 procent. Fritts stworzył więc ogniwo słoneczne o niskim wpływie, ale wciąż był to początek innowacji fotowoltaicznych w Ameryce. Nazwana na cześć włoskiego fizyka, chemika i pioniera elektryczności i mocy, Alessandro Volta, fotowoltaika jest bardziej technicznym terminem przekształcania energii światła w energię elektryczną i jest stosowana zamiennie z terminem fotoelektrycznym.
„Urządzenie do wykorzystania energii promieniowania słonecznego” Edwarda Westona opatentowane 4 września 1888 r. (Patent USA 389 124) Zaledwie kilka lat później, w 1888 r., Wynalazca Edward Weston otrzymał dwa patenty na ogniwa słoneczne - patent USA 389, 124 i patent USA 389, 425. W przypadku obu patentów Weston zaproponował: „przekształcenie energii promieniowania pochodzącej ze słońca w energię elektryczną lub poprzez energię elektryczną w energię mechaniczną”. Energia światła jest skupiona przez soczewkę (f) na ogniwie słonecznym (a), „termopale (urządzenie elektroniczne przetwarzające energię cieplną w energię elektryczną) składające się z prętów z różnych metali. ”Światło ogrzewa ogniwo słoneczne i powoduje uwalnianie elektronów i przepływ prądu. W tym przypadku światło wytwarza ciepło, które wytwarza elektryczność; jest to dokładnie odwrotność działania żarówki, która przekształca elektryczność w ciepło, które następnie wytwarza światło.
W tym samym roku rosyjski naukowiec Aleksandr Stoletow stworzył pierwsze ogniwo słoneczne na podstawie efektu fotoelektrycznego, czyli wtedy, gdy światło pada na materiał i uwalniane są elektrony. Ten efekt po raz pierwszy zaobserwował niemiecki fizyk Heinrich Hertz. W swoich badaniach Hertz odkrył, że światło ultrafioletowe generuje większą moc niż światło widzialne. Obecnie ogniwa słoneczne wykorzystują efekt fotoelektryczny do przekształcania światła słonecznego w energię. W 1894 r. Amerykański wynalazca Melvin Severy otrzymał patenty 527 377 na „Urządzenie do montażu i obsługi termopali” oraz 527 379 na „Urządzenie do generowania elektryczności za pomocą ciepła słonecznego”. Oba patenty były zasadniczo wczesnymi ogniwami słonecznymi opartymi na odkryciu efektu fotoelektrycznego. Pierwsza generowała „energię elektryczną w wyniku działania ciepła słonecznego na stos termiczny” i mogła wytwarzać stały prąd elektryczny podczas codziennych i rocznych ruchów Słońca, co złagodziło potrzebę przesunięcia termopala zgodnie z ruchami Słońca. Drugi patent Severy'ego z 1889 r. Miał również na celu wykorzystanie energii słonecznej do wytworzenia energii elektrycznej na ciepło, światło i energię. „Stosy termosów” lub ogniwa słoneczne, jak je dziś nazywamy, zostały zamontowane na standardzie, aby umożliwić sterowanie nimi w kierunku pionowym, a także na stole obrotowym, co umożliwiło im poruszanie się w płaszczyźnie poziomej. „Dzięki połączeniu tych dwóch ruchów twarz stosu może być utrzymywana naprzeciw słońca o każdej porze dnia i każdej porze roku”, czytamy w patencie.
„Aparatura do montażu i obsługi termopali” Melvina L. Severy'ego opatentowana 9 października 1894 r. (Patent USA 527, 377) 
„Urządzenie do wytwarzania energii elektrycznej przez ciepło słoneczne” Melvina L. Severy'ego opatentowane 9 października 1894 r. (Patent USA 527, 379) Niemal dziesięć lat później amerykański wynalazca Harry Reagan otrzymał patenty na baterie termiczne, które są strukturami służącymi do magazynowania i uwalniania energii cieplnej. Bateria termiczna została wynaleziona do gromadzenia i magazynowania ciepła dzięki dużej masie, która może podgrzewać i uwalniać energię. Nie magazynuje on energii elektrycznej, lecz „ciepło”, jednak obecnie systemy wykorzystują tę technologię do generowania energii elektrycznej przez konwencjonalne turbiny. W 1897 roku Reagan uzyskał patent USA 588, 177 na „zastosowanie ciepła słonecznego do baterii termicznych”. W zastrzeżeniach patentowych Reagan powiedział, że jego wynalazek obejmuje „nowatorską konstrukcję aparatu, w którym promienie słoneczne są wykorzystywane do ogrzewania termo baterie, których celem jest skupienie promieni słonecznych na ognisku i posiadanie jednego zestawu połączeń termo-baterii w ognisku promieni, podczas gdy odpowiednie urządzenia chłodzące są stosowane do innych połączeń tego termo-akumulatora. ”Jego wynalazek był środkiem do gromadzenia, przechowywania i dystrybucji ciepła słonecznego w razie potrzeby.
„Zastosowanie ciepła słonecznego do akumulatorów termicznych” HC Reagana opatentowane 17 sierpnia 1897 r. (Patent USA 588, 177) W 1913 r. William Coblentz z Waszyngtonu otrzymał patent nr 1 027 219 na „generator termiczny”, który był urządzeniem wykorzystującym promienie świetlne „do wytworzenia prądu elektrycznego o takiej zdolności do wykonywania pożytecznej pracy”. Miał również na myśli wynalazek, aby mieć tanią i mocną konstrukcję. Chociaż ten patent nie dotyczył panelu słonecznego, te generatory termiczne zostały wynalezione albo do konwersji ciepła bezpośrednio w energię elektryczną, albo do przekształcenia tej energii w energię do ogrzewania i chłodzenia.
„Generator termiczny” WW Coblentza opatentowany 28 października 1913 r. (Patent USA 1, 077, 219) W latach 50. Bell Laboratories zdało sobie sprawę, że materiały półprzewodnikowe, takie jak krzem, były bardziej wydajne niż selen. Udało im się stworzyć ogniwo słoneczne o wydajności 6 procent. Wynalazcy Daryl Chapin, Calvin Fuller i Gerald Pearson (wprowadzeni do National Inventors Hall of Fame w 2008 roku) byli mózgami krystalicznego ogniwa słonecznego w Bell Labs. Chociaż uznano go za pierwsze praktyczne urządzenie do przekształcania energii słonecznej w energię elektryczną, dla większości ludzi nadal było ono zbyt kosztowne. Krzemowe ogniwa słoneczne są drogie w produkcji, a po połączeniu wielu ogniw w celu utworzenia panelu słonecznego zakup jest jeszcze droższy dla ogółu społeczeństwa. University of Delaware przypisuje się utworzenie jednego z pierwszych budynków słonecznych, „Solar One”, w 1973 r. Budowa prowadzona była na połączeniu słonecznej energii cieplnej i słonecznej energii fotowoltaicznej. W budynku nie zastosowano paneli słonecznych; zamiast tego do dachu został zintegrowany system solarny.
DM Chapin i in. „Solar Energy Converting Apparatus”, opatentowany 5 lutego 1957 r. (Patent USA 2780765) Mniej więcej w tym czasie w latach 70. XX wieku w Stanach Zjednoczonych pojawił się kryzys energetyczny. Kongres uchwalił ustawę o badaniach, rozwoju i demonstracji energii słonecznej z 1974 r., A rząd federalny bardziej niż kiedykolwiek zobowiązał się do „uczynienia energii słonecznej opłacalną i przystępną cenowo oraz wprowadzenia jej na rynek”. Po debiucie „Solar One” ludzie zobaczyli energię słoneczną energia jako opcja dla ich domów. Wzrost spowolnił w latach 80. ze względu na spadek tradycyjnych cen energii. Jednak w następnych dziesięcioleciach rząd federalny był bardziej zaangażowany w badania i rozwój w dziedzinie energii słonecznej, tworząc dotacje i zachęty podatkowe dla tych, którzy korzystali z systemów słonecznych. Według Solar Energy Industries Association w ciągu ostatnich 10 lat w Stanach Zjednoczonych średnia roczna stopa wzrostu wyniosła 50 procent, głównie ze względu na ulgę podatkową na inwestycje w energię słoneczną wprowadzoną w 2006 r. Zainstalowanie energii słonecznej jest teraz bardziej przystępne dzięki instalacji koszty spadły o ponad 70 procent w ciągu ostatniej dekady.
To powiedziawszy, przynajmniej do niedawna, środki znalezienia opłacalnego i niedrogiego rozwiązania energetycznego są ważniejsze niż uczynienie ogniw słonecznych estetycznymi lub pięknymi. Tradycyjne panele słoneczne na amerykańskich dachach nie są subtelne ani przyjemne dla oka. Czasami od czasu do czasu uważali sąsiadów, a stowarzyszenia właścicieli domów z pewnością borykają się z problemami, ale korzyści dla środowiska są znaczne. Więc gdzie jest równowaga? Obecnie firmy dążą do lepszej i bardziej zaawansowanej technologii słonecznej, takiej jak fotowoltaika stosowana w budynkach (BAPV). Ten rodzaj dyskretnego ogniwa słonecznego jest zintegrowany z istniejącymi dachówkami lub ceramicznymi i szklanymi fasadami budynków.
Solus Engineering, Enpulz, Guardian Industries Corporation, SolarCity Corporation, United Solar Systems i Tesla (po połączeniu z SolarCity) otrzymały patenty na ogniwa słoneczne, które są znacznie bardziej dyskretne niż tradycyjny panel słoneczny. Wszystkie patenty zawierają systemy fotowoltaiczne, które przekształcają światło w elektryczność przy użyciu materiałów półprzewodnikowych, takich jak krzem. Panele słoneczne i technologia słoneczna przeszły długą drogę, więc te opatentowane wynalazki są dowodem, że technologia wciąż poprawia swoją wydajność i estetykę.
„Fotowoltaiczna dachówka” SolarCity Corporation opatentowana 26 czerwca 2018 r. (Patent USA D821, 614) 
„Photonoltaic Shingle System” firmy United Solar Systems Corporation opatentowany 1 sierpnia 1995 r. (Patent USA 5, 437, 735) 
Guardian Industries Corp. „Systemy fotowoltaiczne i powiązane komponenty stosowane w budynkach i / lub powiązanych metodach” opatentowane 1 grudnia 2015 r. (Patent USA 9 202 958) 
„Zintegrowany system fotowoltaiczny do dachów dachowych” SolarCity Corporation opatentowany 8 maja 2018 r. (Patent USA 9966, 898) 
Enpulz, LLC, „Solar Panel Light Indicator / Decorative System”, opatentowany 1 stycznia 2013 r. (Patent USA 8 344 240) 
„Płytki dachowe i systemy pokrewne” Solus Engineering opatentowane 6 maja 2014 r. (Patent USA 8, 713, 861)
