Eerste
De eerste generatie fotovoltaïsche cellen bestaat uit een p-n-overgangsdiode met een groot oppervlak en een enkele laag, die in staat is bruikbare elektrische energie op te wekken uit lichtbronnen met de golflengten van het zonlicht. Deze cellen worden meestal gemaakt van een siliciumwafer. Fotovoltaïsche cellen van de eerste generatie (ook bekend als zonnecellen op basis van siliciumwafers) zijn de dominante technologie bij de commerciële productie van zonnecellen en nemen meer dan 86% van de zonnecellenmarkt voor hun rekening.
Tweede
De tweede generatie fotovoltaïsche materialen is gebaseerd op het gebruik van dunne-film afzettingen van halfgeleiders. Deze toestellen werden aanvankelijk ontworpen als fotovoltaïsche cellen met hoog rendement en meervoudige juncties. Later werd het voordeel van het gebruik van een dunne-film materiaal opgemerkt, waardoor de massa van het voor het celontwerp vereiste materiaal kon worden verminderd. Dit droeg bij tot een voorspelling van sterk verminderde kosten voor dunnefilmzonnecellen. Momenteel (2007) worden verschillende technologieën/halfgeleidermaterialen onderzocht of in massaproductie genomen, zoals amorf silicium, polykristallijn silicium, microkristallijn silicium, cadmiumtelluride, koper-indium-selenide/sulfide. Gewoonlijk is het rendement van dunne-film zonnecellen lager dan dat van zonnecellen op basis van silicium (wafers), maar de fabricagekosten zijn ook lager, zodat een lagere prijs in termen van $/watt elektrisch vermogen kan worden bereikt. Een ander voordeel van de geringere massa is dat er minder ondersteuning nodig is bij het plaatsen van panelen op daken en dat panelen kunnen worden gemonteerd op lichte materialen of flexibele materialen, zelfs textiel. Dit maakt draagbare oprolbare zonnepanelen mogelijk, die in een rugzak passen en kunnen worden gebruikt om mobiele telefoons of laptops in afgelegen gebieden van stroom te voorzien.
Derde
Fotovoltaïsche cellen van de derde generatie verschillen sterk van de andere twee, en worden in grote lijnen gedefinieerd als halfgeleiderelementen die niet berusten op een traditionele p-n-overgang om de door licht opgewekte ladingsdragers te scheiden. Tot deze nieuwe apparaten behoren foto-elektrochemische cellen, polymeerzonnecellen en nanokristalzonnecellen.
Ondernemingen die werken aan fotovoltaïsche energie van de derde generatie zijn onder meer Xsunx, Konarka Technologies, Inc. , Nanosolar en Nanosys. Op dit gebied wordt ook onderzoek verricht door het National Renewable Energy Laboratory van de VS (http://www.nrel.gov/).
