Монокристалічні кремнієві сонячні елементи досягають ефективності фотоелектричного перетворення до 24%, що є найвищим серед усіх типів сонячних елементів. Однак висока вартість виробництва монокристалічних кремнієвих сонячних елементів обмежує їх широке впровадження. Полікристалічні кремнієві сонячні елементи дешевші у виробництві, ніж монокристалічні кремнієві сонячні елементи, але їх ефективність фотоелектричного перетворення значно нижча, а також менший термін служби. Тому з точки зору співвідношення продуктивності-ціни монокристалічні кремнієві сонячні батареї трохи кращі.
Дослідники виявили, що деякі складні напівпровідникові матеріали підходять для тонких плівок сонячного фотоелектричного перетворення. Приклади включають CdS, CdTe; і III-V складні напівпровідники, такі як GaAs і AiPInP. Тонкоплівкові-сонячні елементи, виготовлені з цих напівпровідників, демонструють чудову ефективність фотоелектричного перетворення. Багато-компонентні напівпровідникові матеріали з градієнтними забороненими зонами (різниця рівнів енергії між зоною провідності та валентною зоною) можуть розширити спектр сонячного поглинання, тим самим покращуючи ефективність фотоелектричного перетворення. Це робить широкомасштабне-практичне застосування тонкоплівкових-сонячних елементів багатообіцяючою перспективою. Серед цих багато{10}}компонентних напівпровідникових матеріалів Cu(In,Ga)Se2 є високоефективним-поглиначем сонця. На основі цього можна сконструювати тонкоплівкові сонячні батареї зі значно вищою ефективністю фотоелектричного перетворення, ніж кремнієві тонкоплівкові-елементи, із досягненням ефективності фотоелектричного перетворення 18%.