根據《2014年BP世界能源統計年鑒》數據，2013年中國仍為全球最大的能源消耗國，占世界一次能源消耗的22.4%。我國能源消耗呈現如下格局：煤炭67.5%，石油17.8%，天然氣5.1%，非化石燃料9.6%。其中傳統化石燃料（即煤炭、石油和天然氣）占據了總消耗90.4%，這些能源一般認為是由古代生物經過漫長的演化而形成的，儲量有限并且在相當長的時期內不可能再生，因此稱為非可再生能源。人類對非可再生能源的開采和利用，在面臨能源枯竭的同時，也帶來了環境污染和氣候改變等問題，例如霧霾、溫室效應、土壤沙化等。鑒于此，開發和利用可再生能源是目前世界各國關注的焦點。截至目前，被廣泛應用的可再生能源包括太陽能、風能、地熱和生物能等。
太陽是地球上生物賴以生存的主要能量供給體，為人類源源不斷地提供太陽能，同時也是其它諸多類型能量的制造者，如風能、波浪能、潮汐能和海洋溫差能等。數據顯示，太陽在1小時內可向地球提供4.3′1020 J的能量，這些能量幾乎能夠滿足目前地球上人類在1年內的能量消耗。對太陽能的利用有多種形式，例如植物通過光合作用將太陽能轉化為生物能并產生氧氣，生活中廣泛應用的太陽能熱水器直接利用太陽的熱量產生熱水，太陽能海水淡化技術利用太陽能進行蒸餾，而太陽能電池可將太陽能轉化為電能，等等。
太陽能電池是將太陽能轉化為電能的裝置，其主體一般為半導體材料。在光照情況下，半導體材料吸收太陽光而將其轉化為電流的載體，即電子和空穴，通過外接電路而提供電能。目前被廣泛應用的太陽能電池包括硅基（如單晶硅、多晶硅和薄膜硅等）、砷化鎵薄膜、銻化鎘和銅銦鎵硒薄膜太陽能電池等，以及成本低廉的染料敏化和有機光伏，還有2013年被美國《科學》雜志評為十大科技突破之一的鈣鈦礦太陽能電池。
此次執行環球飛行的“陽光動力2號”太陽能飛機（Solar Impulse 2）翼長跨度為71.9米，稍小于目前世界上載客量最大的空客A380飛機（79.75米）。其機翼部分含有17248片太陽能電池，總面積為269.5平方米，可產生最大66千瓦的功率。這些太陽能電池由總部坐落在美國加州的SunPower公司提供，該公司主要生產高效的晶體硅太陽能電池。根據澳大利亞新南威爾士大學Martin Green教授等人于2015年1月發布的太陽能電池效率表，SunPower公司目前仍然保持大塊晶體硅太陽能電池組件的最高效率記錄：面積15775平方厘米效率為22.4%。
有計算顯示，如果將地球陸地面積的0.16%或地球面積的0.1%覆蓋上效率為10%的太陽能電池系統，這將產生20太瓦（1太瓦=1′1012瓦）的輻照能量，相當于建造20000個裝機容量為100萬千瓦的核電站（例，大亞灣核電站1號機組裝機容量98.4萬千瓦）。2011年日本福島核泄漏事故發生后，核能的利用再次引發全球廣泛的關注和討論，2012年日本核能發電量下降89%，占全球降幅的82%。相對核能而言，太陽能不存在安全隱患，是清潔并且可再生的理想能源。由此可見，開發和利用太陽能可以滿足我國國民經濟增長對能源的需求，符合長遠的可持續發展的能源戰略目標。
