انرژی خورشیدی یکی از بهترین منابع تجدیدپذیر است اما موانعی وجود دارد که اجازه نمی‌دهد از آن به صورت گسترده استفاده و آن را با منابع انرژی مرسوم جایگزین کنیم. از آنجا که انرژی خورشیدی در طول روز، متغیر است، این موضوع اهمیت دارد که یک سیستم ذخیره قدرتمند داشته باشیم.

به تازگی، انرژی خورشیدی در سلول‌های خورشیدی (قطعات الکترونیکی که به کمک اثر فوتوولتاییک، انرژی نور خورشید را مستقیم به الکتریسیته تبدیل می‌کند) به برق تبدیل شده‌اند. این منابع نمی‌توانند این انرژی را برای مدت طولانی در خود ذخیره کنند و سیستم‌های ذخیره‌سازی باتری جدا هم نامناسب و گران هستند.

تلاش‌های پیشین برای ساده‌کردن تبدیل انرژی خورشیدی و ذخیره آن، منجر به قرار گرفتن دو جزء متفاوت در کنار هم در یک وسیله بود که ساختار آن پیچیده و در نتیجه ناکارآمد، گران و سنگین بود اما تلاش‌هایی چشمگیر برای ترکیب این عناصر در یک وسیله انجام شده است که به مشکلات طراحی‌های قبلی پایان می‌دهد.
 

 

در مقاله‌ای که در مجله نانو ریسرچ انرجی (Nano Research Energy، پژوهش درخصوص انرژی نانو) چاپ شده است، پژوهشگران ژاپنی اظهار داشتند میزان دریافت انرژی خورشیدی در سطح زمین تا صدهزار تِراوات در ساعت است که نیازهای سالانه جهان به مصرف انرژی ۱۶ تراواتی را پاسخ می‌دهد. در هر صورت، انرژی خورشیدی مانند انرژی باد منقطع است.

دانشمندان در استفاده از ۶ نوع گوناگون از باتری‌های فلزی شارژشدنی موفقیت‌هایی کسب کرده‌اند: باتری‌های لیتیوم‌یون، زینک‌یون، لیتیوم‌سولفور، لیتیوم‌ید، زینک‌ید، لیتیوم‌اکسیژن، زینک‌اکسیژن و لیتیوم‌کربن‌دی‌اکسید.
 

آن‌ها جزییات مزایا و معایب استفاده از هرکدام از این باتری‌ها و نحوه به‌کارگیری آن‌ها در تبدیل انرژی خورشیدی به برق و ذخیره‌سازی انرژی را بیان کرده‌اند؛ مثلاً باتری‌های لیتیوم‌یون، که همه با آن‌ها آشنا هستیم، در بسیاری از وسایل الکترونیکی از جمله لپ‌تاپ و گوشی‌های همراه استفاده می‌شوند، کارآمد هستند؛ اما به دلیل ساختار پیچیده‌شان ساخت این باتری‌ها در اندازه قابل استفاده برای انرژی خورشیدی مشکل است.