Si ritiene in generale che ci sono tre generazioni di base di celle solari, anche se uno di essi non è del tutto esiste ancora, e la ricerca è in corso.

La prima generazione di celle solari ad alto costo e ad alta efficienza. Queste cellule solari sono costruiti in modo simile ai computer, con la partecipazione di silicio estremamente puro, utilizzare una singola giunzione per estrarre energia dai fotoni, e sono molto efficienti, avvicinando la loro massima efficienza teorica del 33%. Nel 2007, le celle solari di prima generazione ha rappresentato per il 89. 6% della produzione commerciale, anche se la quota di mercato di queste celle solari sono in calo. I processi produttivi che vengono utilizzati per produrre le celle di prima generazione sono intrinsecamente costoso, il che significa che queste cellule possono richiedere anni per pagare i loro costi di acquisto. Non si ritiene che le cellule di prima generazione saranno in grado di fornire costi più efficace rispetto alle fonti di energia da combustibili fossili.

La seconda generazione di celle solari, che è stato in fase di sviluppo intenso per il 2000 e gli inizi degli anni '90, sono a basso costo, le cellule scarsa efficienza. Questi sono più frequentemente associate con celle solari a film sottile, disegni e modelli che utilizzano materiali minimi e processi di fabbricazione a basso costo. I materiali più usati per le celle solari di seconda generazione sono seleniuro rame indio gallio, tellururo di cadmio (CdTe), silicio amorfo e silicio micromorphous.

Un esempio di questo tipo di cellule di seconda generazione sarebbe il celle solari da parte Nanosolar, che utilizza una speciale macchina per stampare le cellule ad un ritmo estremamente veloce. Anche se queste cellule sono solo il 10-15% di efficienza di conversione, il costo è diminuito più che compensa questo deficit, e si pensa che le cellule di seconda generazione supererà le celle solari di prima generazione della quota di mercato intorno al 2010. Le celle solari di seconda generazione hanno il potenziale per essere più efficace di combustibili fossili, anche se questo non può verificarsi fino al 2015 o versione successiva.

celle solari di terza generazione sono solo un obiettivo di ricerca, e in realtà non esistono ancora. L'obiettivo della terza generazione di celle solari di ricerca sono a basso costo, celle ad alta efficienza. L'obiettivo sono celle a film sottile che il romanzo di utilizzare approcci per ottenere incrementi di efficienza nel range di 30-60%. Alcuni analisti prevedono che le cellule di terza generazione possa iniziare ad essere commercializzato intorno al 2020, ma questa è solo una supposizione. Tecnologie associate alla terza generazione di celle solari multigiunzione includono celle fotovoltaiche, celle tandem, le cellule nanostrutturati per meglio raccogliere la luce incidente, e con eccesso di produzione termica per aumentare le tensioni o la raccolta del vettore.