ห้องปฏิบัติการวิจัยพลังงานแสงอาทิตย์นำโดย ศาสตราจารย์ ดร. เสริม จันทร์ฉาย เริ่มดำเนินกิจกรรมการวิจัยด้านพลังงานแสงอาทิตย์เมื่อ พ.ศ. 2522 ในช่วงที่ทั่วโลกรวมถึงประเทศไทยกำลังตื่นตัวด้านพลังงานแสงอาทิตย์ งานที่ทำเป็นครั้งแรกคือการพัฒนาเครื่องอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์แบบตู้โดยอาศัยการพาความร้อนตามธรรมชาติ งานวิจัยดังกล่าวได้ดำเนินการต่อเนื่องจนถึงปัจจุบัน

เมื่อการวิจัยและการประยุกต์ใช้พลังงานแสงอาทิตย์จำเป็นต้องรู้ข้อมูลความเข้มรังสีดวงอาทิตย์ แต่ข้อมูลดังกล่าวยังมีอยู่น้อยมาก ดังนั้นห้องปฏิบัติการวิจัยพลังงานแสงอาทิตย์จึงได้ดำเนินการวิจัยด้านรังสีอาทิตย์ทั้งในประเทศไทยและประเทศเพื่อนบ้าน ตั้งแต่ พ.ศ. 2524 เป็นต้นมาจนถึงปัจจุบัน

นอกจากกิจกรรมวิจัยหลักทางด้านการอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์และด้านรังสีอาทิตย์แล้ว ห้องปฏิบัติการวิจัยพลังงานแสงอาทิตย์ยังมีกิจกรรมการวิจัยด้านการศึกษาศักยภาพพลังงานลม และการสังเคราะห์ศักยภาพการผลิตไฟฟ้าด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ระบบความร้อนแบบรวมแสง