Krystaliczny krzem jest ideałem panel słoneczny materiał. Monokrystaliczne krzemowe ogniwa słoneczne wykorzystują jako surowce monokrystaliczne krzemowe pręty o czystości 99,9999%. W porównaniu z ogniwami fotowoltaicznymi z krzemu polikrystalicznego i krzemu amorficznego ich wydajność konwersji fotoelektrycznej jest najwyższa. Obecnie najwyższa wydajność konwersji w laboratorium wynosi 24,7%. Ze względu na wysokie wymagania surowcowe i procesy produkcyjne, jego koszt jest również wysoki.

W porównaniu z ogniwami słonecznymi z krzemu monokrystalicznego proces przygotowania ogniw słonecznych z krzemu polikrystalicznego jest prostszy i bardziej ekonomiczny. Jednak wydajność konwersji fotoelektrycznej ogniw słonecznych z polikrystalicznego krzemu zostanie znacznie zmniejszona, a ich wydajność konwersji fotoelektrycznej wynosi około 18%, a ich żywotność jest również krótsza niż w przypadku ogniw słonecznych z krzemu monokrystalicznego.

Materiał CdTe bardzo dobrze dopasowuje się do widma słonecznego i ma bardzo wysoką wydajność teoretyczną (28%). Wydajność uzyskana w laboratorium osiągnęła 17,8%. Cykl życia baterii wynosi 20 lat, a koszt jej wytworzenia jest niski, co sprzyja produkcji na dużą skalę.

Ale relatywnie rezerwy telluru na ziemi są znacznie mniejsze niż krzemu, a kadm, jako pierwiastek metalu ciężkiego, jest wysoce toksyczny, a niewłaściwa utylizacja może zanieczyścić środowisko. Eksperymenty wykazały, że komponenty ogniw słonecznych z tellurku kadmu są bezpieczne, więc akumulatory z tellurku kadmu mają duży potencjał rozwojowy.

CIGS to bateria z selenkiem miedziowo-indowo-galowym, która jest mieszanym kryształem półprzewodnikowym CulnSe2 i CuGaSe2. Np. może zmieniać się wraz ze stosunkiem obu materiałów (od 1,04eV do 1,70eV). Najwyższa sprawność konwersji uzyskana w laboratorium to 23,2%. Akumulator ma długą żywotność i wymaga mniej materiału, dzięki czemu nadaje się do masowej produkcji. Jego wadą jest to, że musi zajmować duży obszar i jest podatny na tłumienie wywołane światłem. Obecnie CIGS to także potencjalna bateria.