随着可持续发展战略在世界范围内的实施，太阳能的开发利用又被推到新高度。 21世纪初至中叶将是太阳能开发利用技术的重要发展时期。世界范围内的能源问题、环境问题的最终解决将依靠可再生洁净能源特别是太阳能的开发利用。

在近期光伏技术的发展将以高效晶体硅电池为主，然后逐步过渡到薄膜太阳能电池和各种新型太阳电池的发展。如前所述，晶体硅太阳电池具有转换效率高、性能稳定、商业化程度高等优点，但也存在硅材料紧缺、制造成本高等问题。而薄膜太阳能电池以及各种新硅太阳能电池都具有生产材料廉价、生产成本低等特点，随着研发投入的加大，必将促使其中一、二种获得突破，正如专家断言，只要有一、二种新型电池取得突破，就会使光电池局面得到极大的改善。

随着光电化学及光伏技术和各种半导体电极试验的发展，使得太阳能制氢成为氢能产业的最佳选择。20世纪90年代在太阳能制氢方面获得了较大进展，德国建成一座500kW太阳能制氢示范厂，沙特阿拉伯已建成发电能力为350kW的太阳能制氢厂。

印度于推出了一项制氢计划，投资4800万美元，在每年有300个晴天的塔尔沙漠中建造一座500KW太阳能电站制氢，用光伏—电解系统制得的氢，以金属氢化物的形式贮存起来，保证运输的安全。氢能具有重量轻、热值高、爆发力强、品质纯净、贮存便捷等许多优点。随着太阳能制氢技术的发展。用氢能取代碳氢化合物能源将是21世纪的一个重要发展趋势。

随着世界范围内的环境意识和节能意识的普遍提高，太阳能热利用领域将得到最大限度的扩展，其普及程度将会有较大的提高。随着太阳能热水器性能的改善，太阳能热水器将逐步取代电热水器和燃气热水器。与此同时，光伏技术将逐步由农村、偏远地区以及其它特殊应用场合向城市推进，伴随着更多国家屋顶计划的实施，光伏发电将走进城市的千家万户。

随着人类航天技术以及微波输电技术的进一步发展，空间太阳能电站的设想可望得到实现。由于空间太阳能电站不受天气、气候条件的制约，其发展显示出美好的前景，是人类大规模利用太阳能的另一条有效途径。