Pin mặt trời silicon đơn tinh thể đạt hiệu suất chuyển đổi quang điện lên tới 24%, cao nhất trong số các loại pin mặt trời. Tuy nhiên, chi phí sản xuất cao của pin mặt trời silicon đơn tinh thể đã hạn chế việc áp dụng rộng rãi chúng. Pin mặt trời silicon đa tinh thể được sản xuất rẻ hơn so với pin mặt trời silicon đơn tinh thể, nhưng hiệu suất chuyển đổi quang điện của chúng thấp hơn đáng kể và tuổi thọ của chúng cũng ngắn hơn. Do đó, xét về hiệu suất-tỷ lệ giá, pin mặt trời silicon đơn tinh thể tốt hơn một chút.
Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng một số vật liệu bán dẫn phức hợp thích hợp làm màng mỏng chuyển đổi quang điện mặt trời. Ví dụ bao gồm CdS, CdTe; và các chất bán dẫn hỗn hợp III{1}}V như GaAs và AiPInP. Pin mặt trời màng mỏng-được làm bằng chất bán dẫn này cho thấy hiệu suất chuyển đổi quang điện tuyệt vời. Vật liệu bán dẫn nhiều{5}}thành phần có khoảng trống dải gradient (sự chênh lệch mức năng lượng giữa dải dẫn và dải hóa trị) có thể mở rộng phổ hấp thụ mặt trời, từ đó cải thiện hiệu suất chuyển đổi quang điện. Điều này làm cho ứng dụng thực tế-quy mô lớn của pin mặt trời màng mỏng{8}}trở thành một triển vọng đầy hứa hẹn. Trong số các vật liệu bán dẫn đa thành phần này, Cu(In,Ga)Se2 là chất hấp thụ năng lượng mặt trời hiệu suất cao. Dựa trên điều này, có thể thiết kế pin mặt trời{14}}màng mỏng có hiệu suất chuyển đổi quang điện cao hơn đáng kể so với pin mặt trời màng mỏng{15}}silicon, đạt được hiệu suất chuyển đổi quang điện là 18%.