Het hoogste fotovoltaïsche conversierendement van monokristallijne siliciumzonnecellen bedraagt 24%, het hoogste van alle typen zonnecellen. De hoge productiekosten van monokristallijne siliciumzonnecellen hebben echter het wijdverbreide gebruik ervan verhinderd. Zonnecellen van polykristallijn silicium zijn qua productiekosten goedkoper dan zonnecellen van monokristallijn silicium, maar hun fotovoltaïsche conversie-efficiëntie is aanzienlijk lager. Bovendien is hun levensduur ook korter dan die van monokristallijne siliciumzonnecellen. Daarom zijn monokristallijne siliciumzonnecellen qua prestatie-prijsverhouding iets beter.
Onderzoekers hebben ontdekt dat sommige samengestelde halfgeleidermaterialen geschikt zijn voor dunne- fotovoltaïsche zonne-energieconversie. Bijvoorbeeld CdS en CdTe; III-V-samengestelde halfgeleiders: GaAs en AlP InP; dunne-film-zonnecellen die met deze halfgeleiders zijn gemaakt, vertonen een uitstekende fotovoltaïsche conversie-efficiëntie. Halfgeleidermaterialen met gradiëntbandafstanden (het energieverschil tussen de geleidingsband en de valentieband) kunnen het zonne-absorptiespectrum vergroten, waardoor de fotovoltaïsche conversie-efficiëntie wordt verbeterd. Dit biedt brede perspectieven voor de wijdverbreide praktische toepassing van dunne-filmzonnecellen. Van deze halfgeleidermaterialen met meerdere- elementen is Cu(In,Ga)Se2 een uitstekende absorbeerder van zonlicht. Op basis hiervan kunnen dunne-film-zonnecellen worden ontworpen met een aanzienlijk hogere foto-elektrische conversie-efficiëntie dan silicium-dunne-film-zonnecellen, en de foto-elektrische conversie-efficiëntie die kan worden bereikt is 18%.
