卫星能源系统
为通信卫星、遥感卫星、导航卫星、科学实验卫星等提供主电源，太阳能帆板是目前绝大多数卫星的唯一电力来源。
空间站与载人航天
中国空间站采用大面积柔性太阳能电池翼，支持长期在轨运行。太空光伏技术保障了空间站实验、生命维持系统等的持续供电。
深空探测器
对于靠近太阳的火星、金星探测器，以及小行星探测任务，太空光伏是主要能源方案之一。例如天问一号火星探测器即采用砷化镓太阳能电池。
空间太阳能电站
远期概念，通过在太空建设巨型光伏电站，将电能以微波或激光形式传输回地面。目前尚处于技术验证阶段，但已列入多国航天发展规划。