Üç temel güneş pili kuşağı vardır, bunlardan biri henüz mevcut değildir ve araştırmalar devam etmektedir. Birinci, ikinci ve üçüncü olarak belirlenirler ve maliyet ve verimliliklerine göre farklılık gösterirler.
İlk nesil, yüksek maliyetli ve yüksek verimlidir. Bu güneş pilleri, bilgisayarlara benzer bir şekilde üretilir, son derece saf silikon içerir, fotonlardan enerji elde etmek için tek bir bağlantı kullanır ve çok verimlidirler, teorik etkinlikleri maksimum% 33'e yaklaşır. 2007 yılında, ilk nesil ürünler ticari üretimin% 89,6'sını oluştururken, pazar payı o zamandan bu yana düşmüştür. Onları üretmek için kullanılan üretim süreçleri doğal olarak pahalıdır, yani bu hücrelerin satın alma maliyetlerini ödemeleri yıllar alabilir. İlk nesil hücrelerin, fosil yakıt kaynaklarından daha uygun maliyetli enerji sağlayabilecekleri düşünülmemektedir.
1990'lı yıllarda ve 2000'li yılların başlarında yoğun bir gelişme altında olan ikinci nesil, düşük maliyetli, düşük verimli hücrelerdir. Bunlar en sık ince film güneş pilleri, minimal malzeme kullanan ve ucuz üretim süreçleri olan tasarımlardır. Bu tür için kullanılan en popüler malzemeler bakır indiyum galyum selenit, kadmiyum tellürür (CdTe), amorf silikon ve mikromorf silikondur.
İkinci nesil hücrelerin standart bir örneği, hücreleri son derece hızlı bir şekilde yazdırmak için özel bir makine kullanan Nanosolar tarafından yapılanlardır. Bu hücrelerin dönüşüm oranı sadece% 10-15 olmasına rağmen, bu maliyet için yapılan maliyetten daha düşük maliyet. İkinci nesil hücreler, fosil yakıtlardan daha uygun maliyetli olma potansiyeline sahiptir.
Üçüncü nesil güneş pilleri sadece bir araştırma hedefidir ve henüz mevcut değildir. Güneş enerjisi araştırmalarının amacı düşük maliyetli, yüksek verimli hücreler üretmektir. Bunun% 30-60 aralığında verim elde etmek için yeni yaklaşımlar kullanan ince film hücreleri olması muhtemeldir. Bazı analistler, üçüncü nesil hücrelerin 2020 civarında bir süre içinde ticarileşmeye başlayabileceğini tahmin ediyor, ancak bu sadece bir tahmin. Üçüncü nesil ürünlerle ilişkili teknolojiler, çok fonksiyonlu fotovoltaik hücreleri, tandem hücreleri, olay ışığını daha iyi almak için nano-yapılı hücreleri ve voltajları veya taşıyıcı toplanmasını arttırmak için aşırı termal üretimi kullanmayı içerir.
