太陽電池的進展情況可以從其性能指標、產量、價格等方面來評價。太陽電池的性能指標有開路電壓、短路電流、填充因子、光電轉換效率等多頂，其中最主要的指標是光電轉換效率，即將光能轉變為電能的效率。

太陽電池主要可以分為硅太陽電池和化合物半導體太陽電池兩大類。下面分別加以敘述。

一、硅太陽電池

硅是地球上第二位最豐富的元素，而且無毒性，用它制作的太陽電池效率也很高，因此它是最適于制作太陽電池的半導體材料。1997年，世界上太陽電池年產量約為120MW，其中99%以上為硅太陽電池。在硅太陽電池中又可分為單晶硅、多晶硅和非晶硅太陽電池三類。

1.單晶硅和多晶硅太陽電池

單晶硅和多晶硅太陽電池是對P型（或n型）硅基片經過磷（或硼）擴散做成P/N結而制得的。單晶硅太陽電池效率高、壽命長、性能優良，但成本高，而且限于單晶的尺寸，單片電池面積難以做得很大，目前比較大的為直徑為10～20cm的圓片．多晶硅電池是用澆鑄的多晶硅錠切片制作而成，成本比單晶硅電池低，單片電池也可以做得比較大（例如30cm×30cm的方片），但由于晶界復合等因素的存在，效率比單晶硅電池低。

現在，單晶硅和多晶硅電池的研究工作主要集中在以下幾個方面：

(1)用埋層電極、表面鈍化、密柵工藝優化背電場及接觸電極等來減少光生載流子的復合損失，提高載流子的收集效率，從而提高太陽電池的效率。澳大利亞親南威爾士大學格林實驗室采用了這些方法，已經創造了目前硅太陽電池世界公認的AM1.5條件下24%的最高效率。

(2)用優華抗射膜、凹凸表面、高反向背電極等方式減少光的反射及透射損失，以提高太陽電池效率。

(3)以定向凝固法生長的鑄造多晶硅錠代替單晶硅，估化正背電極的銀漿、鋁漿的絲網印制工藝，改進硅片的切、磨、拋光等工藝，千方百計降低成本，提高太陽電池效率。目前最大硅錠重量已達270余公斤。

(4)薄膜多晶硅電池還在大力研究和開發。計算表明，若能在金屬、陶瓷、玻璃等基板上低成本地制備厚度為30～50μm的大面積的優質多晶硅薄膜，則太陽電池制作工藝可進一步簡化，成本可大幅度降低。因此多晶硅薄膜太陽電池正成為研究熱點。

現在單晶及多晶硅太陽電池的世界年產量已達到120MW左右。硅太陽電池的最高效率可達18%～24%。特種航天用的高質量太陽電池在AMO條件下的效率約為13.5%～18%,而地面用的大量生產的太陽電池效率在AM1條件下大多在11%～18%左右。

2.非晶硅太陽電池

由于非晶硅對太陽光的吸收系數大，因而非昌硅太陽電池可以做得很薄，通常硅膜厚度僅為1-2μm，是單晶硅或多晶硅電池厚度（0.5mm左右）的1/500，所以制作非晶硅電池資源消耗少。

非晶硅太陽電池一般是用高頻輝光放電等方法使硅烷（SiH4）氣體分解沉積而成的。由于分解沉積溫度低（200℃左右），因此制作時能量消耗少，成本比較低，且這種方法適于大規模生產，單片電池面積可以做得很大（例如0.5mX1.0m），整齊美觀。非晶硅電池的另一特點是對藍光響應好，在一般地熒光燈下也能工作，因此被廣泛用作電子計算器和手掌電腦的電源，估計全世界使用量達到每月1千萬片左右。以上這些優點，使非晶硅太陽電池在近10余年來得到大踏步的發展，1997年全世界的產量估計已達到30MW以上。

非晶硅由于其內部結構的不穩定性和大量氫原子的存，具有光疲勞效應（StaeblerWronski效應），故非晶硅太陽電池經過長期穩定性存在問題。近10年來經努力研究，雖有所改善，但尚未徹底解決問題，故作為電力電源，尚未大量推廣。

非晶硅中由于原子排列缺少結晶硅中的規則性，缺陷多。因此單純的非晶硅p/n結中，隧道電流往往占主導地位，使其呈現電陰特性，而無整流特性，也就不能制作太陽電池。為得到好的二極管整流特性，一定要在p層與n層之間加入較厚的本征層i，以扼制其隧道電流，所以非晶硅太陽電池一般具有pin結構。為了提高

效率和改善穩定性，有時還制作成pin/pin/pin等多層結構式的疊層電池，或是插入一些過渡層。

非晶硅太陽電池的研究，現在主要著重于改善非晶硅膜本身性質，以減少缺陷密度，精確設計電池結構和控制各層厚度，改善各層之間的界面狀態，以求得高效率和高穩定性。

目前非晶硅單結電池的最高效率已可達到14.6%左右，大量生產的可達到8%～10%左右。疊層電池的最高效率可達到21.0%。

二、化合物半導體太陽電池

在化合物半導體太陽電池中，目前研究應用較多的有CaAs、InP、CuInSe2和CdTe太陽電池。由于化合物半導體或多或少有毒性，容易造成環境污染，因此產量少，常常使用在一些特殊場合。

1.砷化鉀太陽電池

砷化鉀（GaAs）太陽電池可以得到較高的效率，實驗室最高效率已達到24%以上，一般航天用的太陽電池效率也在18%～19.5%之間。砷化鉀太陽電池目前大多用液相外延方法或金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）技術制備，因此成本高、產量受到限制，降低成本和提高生產效率已成為研究重點。砷化鉀太陽電池目前主要用在航天器上。

現在，硅單晶片制備技術成熟，成本低，因此以硅片為襯底，以MOCVD技術用異質外延方法制造GaAs太陽電池降低GaAs太陽電池成本的很有希望的辦法。目前，這種電池的效率也已達到20%以上。但GaAs和Si晶體的晶格常數相關較大，在進行導質外延生長時，外延層晶格失配嚴重，難以獲得優質外延層。為此常Si襯底上首先生長一層晶格常數與GaAs相差較少的Ge晶體作為過渡層，然后再生長GaAs外延層，這種Si/Ge/GaAs結構的異質外延電池正在不斷發展中。控制各層厚度，適當變化結構，可使太陽光中各種波長的光子能量都得到有效利用，目前以GaAs為基的多層結構太陽電池的效率已接近40%。

2.磷化銦太陽電池:磷化銦太陽電池具有特別好的抗輻照性能，因此在航天應用方面受到重視，目前這種電池的效率也已達到17%～19%。

3.CuInSe2多晶薄膜太陽電池:這種電池的效率也達到17.6%左右，而且性能穩定，作為多晶薄膜電池是很有發展前途的。但因成分較復雜，制作工藝重復性差，影響了它的發展。

此外，Cds/CdTe太陽電池的效率也已達到15.8%，但這種電池毒性大，易造成對環境的污染。