1909年，美国工程师威廉·J.贝勒改进了这种热水箱。他在屋顶上的水箱中安了一个连接到进水管上的弯管，弯管中总保留一些水。其中水不多，很快就被加热，加热后的水就流进厨房的一个保温效果很好的贮水桶。由于水温冷却得很慢，所以早上洗澡和洗东西的热水是足够的。此后，这种热水器在一些阳光充足的地方就流行起来了。
现在的箱式太阳灶也是非常简单的。它五面敷设保温层，且涂黑，以利于吸收太阳的辐射热；剩余的一面加双层玻璃。它的工作原理比较简单，阳光穿过玻璃，照射到涂黑的箱壁上，光波的能量转换为热能。此时的热能大部分被贮存在箱内了。因为太阳光的波长较短，热辐射的波长较长。而波长短的辐射易于通过玻璃，波长长的辐射不容易通过玻璃。由于热辐射不易通过玻璃散失，箱内温度不断升高，有时可以达到150℃。这样高的温度，煮饭和蒸馒头是没有问题的。这就是利用了一种“温室效应”。
如果将箱子“扩大”，就可建成容积达几千立方米那样大的温室。在冬季时，太阳光穿过玻璃窗或塑料布进入室内，转化成的热却不会散出去，就可以提高并保持室内的温度。
按照箱式太阳灶的原理，人们还研制成功太阳能开水器和太阳能消毒器等装置，供煮开水和消毒用。
太阳能热水器
在太阳能的利用中，太阳能热水器是使用最为普遍的一种装置。它在家庭太阳能利用上将有很好的前景。仅在中国，生产太太阳能热水房示意图阳能热水器的工厂就有几百家，太阳能热水器年产量达上百万，居世界首位。太阳能热水器大致可分为3类：闷晒式、平板式和真空管式。
闷晒式热水器与箱式太阳灶一样，结构比较简单。这种热水器多用金属或塑料等材料做成圆桶形或方盒形的容器，太阳直接晒水桶，可使水温达到40℃～50℃。这样的水温用于洗浴较为合适。还有一种简易的塑料袋式太阳能热水器，袋中装水，放在阳光下晒。可供野外作业人员或海滨浴场使用。
平板式热水器采用板盒的温室效应。技术上较先进的热水器多采用铜铝复合太阳能集热器，它的核心器件是铜铝复合板。这种板用铝制成，板面中固定上可通水的并与板面平行的薄铜管，水经过铜管和铝板接受太阳光辐射。加热铜管中的水，加热后的水被送入贮水箱。
真空管式热水器的技术最为先进，是当今太阳能的高技术。由于采用了真空管装置，热量几乎不会散失，热效率非常高。只要有太阳辐射，在冬季时，集热器中的水温仍是很高的，它的最高温度可达200℃。不仅可以满足生活用热水的需要，而且可以供工业生产、农副产品加工和太阳能发电。
太阳帆
人们利用太阳光首先是照明，如果阳光不能直接照射到需要照明的地方，人们就会首先考虑应用光的反射原理。在河南省，有一条著名的水渠——红旗渠。它有一条最长的隧道——曙光洞。在建设这条隧道时，为了解决照明的问题，聪明的施工人员利用平面镜反射太阳光，将阳光投射到几十米深的竖井和隧道中。保证了施工的进度，节约了施工的费用。
然而，用阳光照明只能局限在白天。夜晚时，月亮反射的太阳光，其强度太低，与白天时的阳光强度相差太大，照明的效果太差了。那么，能不能在晚上利用太阳光，并使阳光的强度达到更好的照明效果呢？
1992年4月，俄罗斯科学家设计了高空太阳帆，用于反射阳光，以为地面提供照明。这相当于将太阳伞放到太空。太阳主帆的直径为250米，其亮度相当于40～50个满月亮度之和。如果采用定点照明的方式，它可使方圆几十千米的区域亮如白昼。1993年2月4日，俄罗斯的“进步”号宇宙飞船把太阳帆送到“和平”轨道站。它反射的太阳光照在月球背面达6分钟之久，并可以在地面上形成一个直径达4千米的发射光束。人们将这个大太阳帆称作“人造小太阳”，并在1993年底被《科技日报》评选为世界科技十大新闻之一。
科学家们计划，用100面直径为22米的太阳帆构成绕地球的一个环，距地面1500～5530千米。这些太阳帆反射的太阳光既可以照射在飞船的太阳能电池上，为飞船提供动力，也可以用于销毁外层空间的“太空垃圾”。
神舟飞船上的太阳能电池帆板
据说，建立一个太阳帆照明系统只需80万美元，它造成的效益可以节省照明电能达3500万美元。这可能会把人工照明的历史改写。它的效益远不在于节约一些钱财，面对当今生态环境日益恶化，能源供应日趋紧张的状况，太阳帆的作用就更加诱人了。
在20世纪20年代，前苏联科学家弗里德里希·灿德尔提出了一个方案。他认为，在太空中利用船帆航行是可能的。因为太阳每时每刻都在辐射粒子，这些粒子形成“太阳风”，而空中的船帆就可以在太阳风的推动下远航了。
太阳电池（站）
20世纪70年代，发生了世界性的“能源危机”，为了消除这种“危机”，人们将目光转向了太阳能，并大大加强了对太阳能的研究与应用。据专家的看法，在利用太阳能的3种方式中，利用光电池直接将光能转换为电能是最有前途的技术。
太阳能电池阵列
现在，许多国家在边远地区采用太阳能，为信号灯、电话等少量电能消耗的装置提供能量。近年来，科学家们正大力研究新的光电池，美国已经研制成新一代的光电池，可利用太阳光能量的20％，效率提高了大约1倍。日本科学家甚至在实验室中还开发出光电转换效率达30％的光电池。
光电转换的发现
1839年，著名的法国物理学家A.C.贝克勒尔发现了光生伏打现象，这是人们最早认识到的光电转换现象。1876年，A.C.贝克勒尔的儿子、法国科学院院士A.E.贝克勒尔开始研究光生伏打现象。当20世纪初建立起原子结构和电子理论之后，人们才认识到，在光子的照射下，物体中原子外层的电子发生移动。由于光是一种电磁波，并具有一定的能量，当光子的能量足够大时，物体内部会产生电动势和电流效应。经过科学家的不懈努力，到20世纪50年代，美国著名贝尔实验室的两位科学家利用半导体制成了光电池。1954年，他们试制成功单晶硅太阳电池。这是人类首次从技术上实现光电转换。这时的高纯度硅材料非常昂贵，而且光电池的光电转换率只有6％。1958年3月17日，美国发射成功“先锋Ⅰ”号人造卫星，其中的电源是由硅太阳电池充当的。40年来，许多航天器都以太阳电池作主要电源。
贝克勒尔
比起化学电池，太阳电池是一种物理电池。它不消耗电解质，只要有光，通过光电转换就可以得到电能。由于太空的太阳辐射十分强烈，且没有昼夜的区分，这就为太阳电池的工作提供了良好的条件。我国于1970年发射的“东方红一”号卫星就使用了国产的单晶硅太阳电池。
太阳电池的种类
据有关人士估计。目前全世界有30家企业生产太阳能光电池，建成的光电池太阳能电站已超过20座。但是，工业化生产的太阳电池仍以硅材料为主。这包括单晶硅、多晶硅和非晶硅三类。所谓单晶硅和多晶硅都是晶体，非晶硅则是非晶体。单晶硅与多晶硅的区别主要在于，整个物体是一个大晶体，则为单晶体；整个物体由若干小晶体构成则为多晶体。它们用于制作太阳电池是有一些不同的。
单晶硅太阳电池的生产技术比较成熟，生产历史也比较长。这种电池的性能稳定，光电转换率较高。一般单晶硅太阳电池光电转换率可达15％，用于航天器上的太阳电池光电转换率则要高得多，最高的达25％。
