在這一階段，世界上太陽能研究的重點仍是太陽能動力裝置，但采用的聚光方式多樣化，且開始采用平板集熱器和低沸點工質，裝置逐漸擴大，最大輸出功率達73.64kw，實用目的比較明確，造價仍然很高。建造的典型裝置有：1901年，在美國加州建成一台太陽能抽水裝置，采用截頭圓錐聚光器，功率：7.36kw；1902年～1908年，在美國建造了五套雙循環太陽能發動機，采用平板集熱器和低沸點工質；1913年，在埃及開羅以南建成一台由5個拋物槽鏡組成的太陽能水泵，每個長62.5m，寬4m，總采光麵積達1250m2。
2.第二階段（1920年～1945年）
在這20多年中，太陽能研究工作處於低潮，參加研究工作的人數和研究項目大為減少，其原因與礦物燃料的大量開發利用和發生第二次世界大戰（1935年～1945年）有關，而太陽能又不能解決當時對能源的急需，因此使太陽能研究工作逐漸受到冷落。
3.第三階段（1945年～1965年）
在第二次世界大戰結束後的20年中，一些有遠見的人士已經注意到石油和天然氣資源正在迅速減少，呼籲人們重視這一問題，從而逐漸推動了太陽能研究工作的恢複和開展，並且成立太陽能學術組織，舉辦學術交流和展覽會，再次興起太陽能研究熱潮。在這一階段，太陽能研究工作取得一些重大進展，比較突出的有：1955年，以色列泰伯等在第一次國際太陽熱科學會議上提出選擇性塗層的基礎理論，並研製成實用的黑鎳等選擇性塗層，為高效集熱器的發展創造了條件；1954年，美國貝爾實驗室研製成實用型矽太陽電池，為光伏發電大規模應用奠定了基礎。此外，在這一階段裏還有其他一些重要成果，比較突出的有：1952年，法國國家研究中心在比利牛斯山東部建成一座功率為50kw的太陽爐。1960年，在美國佛羅裏達建成世界上第一套用平板集熱器供熱的氨-水吸收式空調係統，製冷能力為5冷噸。1961年，一台帶有石英窗的斯特林發動機問世。在這一階段裏，加強了太陽能基礎理論和基礎材料的研究，取得了如太陽選擇性塗層和矽太陽電池等技術上的重大突破。平板集熱器有了很大的發展，技術上逐漸成熟。太陽能吸收式空調的研究取得進展，建成一批實驗性太陽房。對難度較大的斯特林發動機和塔式太陽能熱發電技術進行了初步研究。
4.第四階段（1965年～1973年）
這一階段，太陽能的研究工作停滯不前，主要原因是太陽能利用技術處於成長階段，尚不成熟，並且投資大，效果不理想，難以與常規能源競爭，因而得不到公眾、企業和政府的重視和支持。
5.第五階段（1973年～1980年）
自從石油在世界能源結構中擔當主角之後，石油就成了左右經濟和決定一個國家生死存亡、發展和衰退的關鍵因素，1973年10月爆發中東戰爭，石油輸出國組織采取石油減產、提價等辦法，支持中東人民的鬥爭，維護本國的利益。其結果是使那些依靠從中東地區大量進口廉價石油的國家，在經濟上遭到沉重打擊。於是，西方一些人驚呼：世界發生了“能源危機”（有的稱“石油危機”）。這次“危機”在客觀上使人們認識到：現有的能源結構必須徹底改變，應加速向未來能源結構過渡。從而使許多國家，尤其是工業發達國家，重新加強了對太陽能及其他可再生能源技術發展的支持，在世界上再次興起了開發利用太陽能熱潮。1973年，美國製定了政府級陽光發電計劃，太陽能研究經費大幅度增長，並且成立太陽能開發銀行，促進太陽能產品的商業化。日本在1974年公布了政府製定的“陽光計劃”，其中太陽能的研究開發項目有：太陽房、工業太陽能係統、太陽熱發電、太陽電池生產係統、分散型和大型光伏發電係統等。為實施這一計劃，日本政府投入了大量人力、物力和財力。70年代初世界上出現的開發利用太陽能熱潮，對我國也產生了巨大影響。一些有遠見的科技人員，紛紛投身太陽能事業，積極向政府有關部門提建議，出書辦刊，介紹國際上太陽能利用動態；在農村推廣應用太陽灶，在城市研製開發太陽熱水器，空間用的太陽電池開始在地麵應用……1975年，在河南安陽召開“全國第一次太陽能利用工作經驗交流大會”，進一步推動了我國太陽能事業的發展。這次會議之後，太陽能研究和推廣工作納入了我國政府計劃，獲得了專項經費和物資支持。一些大學和科研院所，紛紛設立太陽能課題組和研究室，有的地方開始籌建太陽能研究所。當時，我國也興起了開發利用太陽能的熱潮。這一時期，太陽能開發利用工作處於前所未有的大發展時期，具有以下特點：