本发明提供了一种空中太阳能发电站，包括设置在空中的大型支架、若干个气球、太阳能电池板、太阳追踪装置、蓄电池、充电控制器、逆变器、变压器和地面控制装置；充电控制器将部分太阳能电池板产生的电能储存到蓄电池中；太阳能电池板产生的电能经过逆变器和变压器后与地面电网相连；大型支架用若干根绳索和地面绞架相连，气球用绳索固定在支架上方，气球之间用弹簧连接，大型支架悬浮在空中；太阳能电池板安装在气球的顶部。本发明通过将太阳能电池板安装在高空中的气球上，不占用地面面积，由于高空中的阳光更加充足，使得发电效率更高，估计可以为地面太阳能发电站效率的三倍左右。