根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：硅太阳能电池；化合物太阳能电池，如砷化镓、硫化镉、铜铟硒等；功能高分子材料制备的太阳能电池；纳米晶太阳能电池等。不论以何种材料来制作电池，对太阳能电池材料一般的要求有：半导体材料的禁带不能太宽；要有较高的光电转换效率：材料本身对环境不造成污染；材料便于工业化生产且材料性能稳定。基于以上几个方面考虑，硅是最理想的太阳能电池材料，这也是目前在太阳能电池领域硅太阳能电池占主导地位的主要原因。
硅太阳能电池可分为晶体硅太阳能电池和薄膜硅太阳能电池，晶体硅太阳能电池主要是指单晶硅和多晶硅太阳能电池。规模化生产中，单晶硅太阳能电池具有转换效率最高、技术最为成熟、可靠性高等优点。澳大利亚新南威尔士大学硅太阳电池及硅发光实验室副主任赵建华研发的PERL（钝化发射极、背面点扩散）太阳能电池转换效率高达24.7%。
多晶硅太阳能电池的制作工艺与单晶硅太阳能电池相近，但是从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要低得多。多晶硅太阳能电池的光电转化效率相比单晶硅太阳能电池要低。我国尚德太阳能电力将开始量产转换效率18.8％的单晶硅型、17.2％的多晶硅型太阳能电池单元。
目前，我国已上马了多家多晶硅材料的生产基地，解决我国晶体硅太阳能电池原料高度依赖国外进口的现状。随着多晶硅供需平衡，多晶硅价格会迅速恢复到合理价位，将直接导致硅太阳能电池生产成本大大降低，为多晶硅太阳能电池创造更好的发展条件。
硅太阳能电池转换效率无疑是最高的，而且由于硅太阳能电池一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。薄膜太阳能电池由于其制造成本低，对环境的影响小，近年来备受关注，其所占的市场份额逐渐加大。但是在目前金融危机情况下，硅原材料成本已下降到每公斤100美元以下，成本大大下降，已接近火电发电成本每瓦1元人民币，由于转化效率高于薄膜，成本下降较大，所以硅太阳能电池仍具备强有力的竞争力。
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