Kristalin silikon bir idealdir Güneş paneli malzeme. Monokristal silikon güneş pilleri, hammadde olarak %99.9999 saflıkta monokristal silikon çubuklar kullanır. Polikristal silikon ve amorf silikon güneş pilleri ile karşılaştırıldığında, fotoelektrik dönüşüm verimliliği en yüksektir. Laboratuvardaki mevcut en yüksek dönüştürme verimliliği %24,7'dir. Hammadde ve üretim süreçlerine yönelik yüksek gereksinimler nedeniyle maliyeti de yüksektir.

Monokristal silisyum güneş pilleri ile karşılaştırıldığında, çok kristalli silikon güneş pillerinin hazırlanma süreci daha basit ve ekonomiktir. Bununla birlikte, polikristal silikon güneş pillerinin fotoelektrik dönüşüm verimliliği çok azalacaktır ve fotoelektrik dönüşüm verimliliği yaklaşık %18'dir ve hizmet ömrü de monokristal silikon güneş pillerinden daha kısadır.

CdTe malzemesi güneş spektrumuna çok iyi uyum sağlar ve çok yüksek bir teorik verime (%28) sahiptir. Laboratuvarda elde edilen verim %17,8'e ulaşmıştır. Pil ömrü 20 yıldır ve üretim maliyeti düşüktür, bu da büyük ölçekli üretime elverişlidir.

Ancak nispeten, dünyadaki tellür rezervleri silikondan çok daha azdır ve kadmiyum, bir ağır metal elementi olarak oldukça zehirlidir ve uygun olmayan şekilde bertaraf edilmesi çevreyi kirletebilir. Deneyler, kadmiyum tellür güneş pili bileşenlerinin güvenli olduğunu göstermiştir, bu nedenle kadmiyum tellür pillerinin yüksek geliştirme potansiyeli vardır.

CIGS, CulnSe2 ve CuGaSe2'nin karışık kristal yarı iletkeni olan bir bakır indiyum galyum selenid pildir. Örneğin, iki malzemenin oranı ile değişebilir (1.04eV-1.70eV'den). Laboratuvarda elde edilen en yüksek dönüşüm verimi %23,2'dir. Bataryanın uzun ömürlü olması ve daha az malzeme gerektirmesi seri üretime uygun hale getirir. Dezavantajı, geniş bir alanı kaplaması gerekmesi ve ışık kaynaklı zayıflamaya eğilimli olmasıdır. Şu anda CIGS de potansiyel bir bataryadır.