目前已經進入商業化競爭的光伏發電產業按電池技術路線分類主要分為晶體硅光伏電池、薄膜光伏電池和聚光光伏電池。其中晶體硅光伏電池是目前發展最成熟的在應用中居主導地位。

　太陽能電池根據所用材料的不同，還可分為：硅光伏電池、多元化合物薄膜光伏電池、聚合物多層修飾電極型光伏電池、納米晶光伏電池、有機光伏電池等。

圖1 光伏電池分類及規模化生產轉化效率

　　 1．多元化合物薄膜光伏電池

　　多元化合物薄膜光伏電池材料為無機鹽，其主要包括砷化鎵III-V族化合物、硫化鎘、碲化鎘及銅銦硒薄膜光伏電池等。

　　硫化鎘、碲化鎘薄膜光伏電池的效率較非晶硅薄膜光伏電池效率高，成本較晶體硅光伏電池低，并且也易于大規模生產，但鎘有劇毒，會對環境造成嚴重污染，因此并不是最理想的光伏電池。

　　砷化鎵（GaAs）III-V族化合物光伏電池的轉換效率可達40%。GaAs 化合物材料具有十分理想的光學帶隙以及較高的吸收效率，抗輻照能力強，對熱不敏感，適合于制造高效單結電池。但是GaAs材料的價格不菲，因而在很大程度上限制了GaAs電池的普及。

　　銅銦硒薄膜光伏電池（簡稱CIS）適合光電轉換，不存在光致衰退問題，轉換效率也較高。具有價格低廉、性能良好和工藝簡單等優點，將成為今后發展光伏電池的一個重要方向。唯一問題是材料來源，銦和硒都是稀有元素，因此這類電池的發展必然受到限制。

　　2．聚合物多層修飾電極型光伏電池

　　聚合物多層修飾電極型光伏電池以有機聚合物代替無機材料是剛剛開始的一個光伏電池制造的研究方向。由于有機材料柔性好，制作容易，材料來源廣泛，成本底等優勢，對大規模利用太陽能，提供廉價電能具有重要意義。但以有機材料制備光伏電池的研究僅僅剛開始，不論是使用壽命，還是電池效率都不能和無機材料特別是晶體硅光伏電池相比。能否發展成為具有實用意義的產品，還有待于進一步研究探索。

　　3．納米晶光伏電池和有機光伏電池

　　納米晶光伏電池轉化效率可達10%，有機光伏電池轉化效率可達6%，轉換效率還比較低，這兩類電池還處于研究探索階段，短時間內不可能大規模商業化應用。

　　4．聚光太陽電池

　　聚光光伏電池最大優點就是高轉換效率（30%～40%），以及較小的占地面積。聚光光伏發電系統主要由高效聚光太陽電池、高性能的聚光跟蹤系統、有效的電池散熱系統組成。由于高效聚光光伏電池的技術路線尚未定型，聚光光伏發電規模化產業鏈也未形成，高性能的聚光跟蹤系統和有效的電池散熱系統的成本控制難度大，因而聚光光伏發電暫無優勢可言。

　　5．晶體硅光伏電池和薄膜光伏電池

　　關于“晶硅”和“薄膜”孰優孰劣的討論也很多。從市場表現來看，05年起“薄膜”市場份額開始不斷增加，到09年達到了18%（數據來源：Solarbuzz），趨勢相當可觀。而且正是從09年開始，發展“薄膜”的呼聲也越來越高：一方面硅晶電池剛剛經歷了“硅”價巨幅波動的事件導致各大廠家受損；另一方面，美國的FirstSolar公司異軍突起，把薄膜電池推上了新高度。2010年，國內很多地方都上了薄膜項目，而一旦開始生產薄膜電池，問題也就暴露出來。

　　首先是技術門檻問題。“晶硅”技術經歷了多年發展，已經進入成熟期，國內幾個大型企業已經熟練掌握了晶硅電池的技術，并且有了自己的技術創新和突破。而薄膜電池則不同，技術仍在不斷發展變化，特別是非硅薄膜電池技術，材料和工藝上都有很多技術難關，國內的大多數企業并不具備足夠的水平，還都只是探索階段，卻要面臨在薄膜電池技術領先的FirstSolar公司和已經技術成熟的晶硅電池雙重壓力，發展困難可想而知。

　　其次是資金門檻問題。薄膜電池的設備投入比晶硅電池大，而且所有配套設備都依靠進口。隨著薄膜電池技術不斷發展，生產設備也隨之更新換代，很容易造成設備投資上的浪費。

　　近年來晶硅組件價格一路走低，與薄膜組件的價格已經很接近，薄膜組件的價格優勢已不再明顯。但“晶硅”對比“薄膜”仍然存在高的轉換效率和較長的使用壽命的優勢。事實上，一些原打算開展薄膜電池項目的企業，現在也都把項目放緩（尚德、英利），所以薄膜電池想要真的發展，還是需要一定的時間。

　　單晶硅光伏電池與多晶硅光伏電池相比轉化效率高（單晶18～20%、多晶16～18%）、成本高，由于其成本控制難度大，全面勝出的可能性不大。

　　6．太陽能光熱發電

　　除光伏發電外達到工程應用水平的還有太陽能光熱發電。太陽能光熱發電的建設和運行門檻很高，我國在太陽能光熱發電部件研發上還幾乎是空白：曲面反光鏡，高溫真空管，有機朗肯循環發電機組，斯特林發電機組等。此外，與光伏發電不同，光熱發電對于環境也有更高要求：必須直射光，而且需要水冷卻，這樣在荒漠地區，就無法滿足。我國目前太陽能光熱發電尚處于研究示范階段，光熱發電與常規電廠結合成互補電站，獨立穩定工作的不多（示范項目：江蘇江寧縣70kW示范電站，863計劃北京延慶1MW實驗電站）。由于技術障礙，我國在5～10年內都會處于試驗示范階段，光熱發電不會成為主導潮流。