太陽能一般指太陽光的輻射能量。在太陽內部進行的由“氫”聚變成“氦”的原子核反應，不停地釋放出巨大的能量，并不斷向宇宙空間輻射能量，這種能量就是太陽能。到達地球大氣層的太陽能，30%被大氣層反射，23%被大氣層吸收，其余的到達地球表面，其功率為800000億kW，也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當于燃燒500萬噸煤釋放的熱量。
  從本質上講，太陽能燃料是將來自太陽的能量轉化為一種可儲存、可使用的能源形式，如液體燃料。想象一下，一塊硅電池太陽能電池板產生的電力來驅動水電解器（而不是送入電網），電解器再將水分解成氧和氫，后者可以轉化為氫燃料。這是一種簡單的太陽能燃料，所使用的是當前通用技術。
  通常情況下，參與單線態(tài)裂變的分子并不復雜：紅色汽車漆中使用的分子便是有效例證。在傳統(tǒng)硅太陽能電池中利用單線態(tài)裂變，比如在電池上覆以涂層，可以將其最大效率提高達12%。
  生產太陽能燃料可能需要通過集成系統(tǒng)，將導致氣候變化的二氧化碳從大氣中分離出來，并將其轉化為甲醇或一氧化碳，這是化學工業(yè)中經常使用的。原則上，這有助于取代化石燃料，并減少二氧化碳排放，緩解氣候變化。Wasielewski稱，生產太陽能燃料時，不必局限于有太陽能電池板的集中式設施。最終可能會出現一些系統(tǒng)，將陽光吸收機制和燃料的化學轉化機制整合至一層膜中。

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