光能是由人眼可见的电磁波携带的能量。它是电磁波谱中很窄的一部分，波长大约在400到700纳米之间。短波端是紫色，长波端是红色，中间则是彩虹的所有颜色。

光既具有波动性又具有粒子性。粒子性体现在光子上。光子携带一个能量量子，能量大小取决于频率。蓝光的频率更高，能量也更大。这就是为什么紫外线会损伤皮肤，而红外线只会使皮肤升温。能量存在于光子中。

光能的来源和用途

• 太阳：核聚变产生光。
• 灯泡：电能转化为光能。
• LED：高效地将电能转化为光能。
• 火：化学能转化为光和热。
• 生物发光：生物体产生光。

光能驱动光合作用。植物捕获光子，并将其能量转化为化学键。这种能量滋养着地球上几乎所有的生态系统。光能也驱动太阳能电池板。光伏电池直接将光子转化为电能。效率取决于材料和波长。硅电池板可以捕获宽光谱的光，但大部分能量会以热能的形式浪费掉。串联电池通过堆叠多层结构来捕获更多能量。光是地球上最丰富的能源。它每天都免费到来。挑战在于如何捕获和储存光能。电池有所帮助。但太阳在夜晚不会发光。这就是太阳能的根本问题。光虽然丰富，但却是间歇性的。