ผลึกซิลิคอนเป็นอุดมคติ แผงเซลล์แสงอาทิตย์ วัสดุ. เซลล์แสงอาทิตย์แบบโมโนคริสตัลไลน์ซิลิคอนใช้แท่งโมโนคริสตัลไลน์ซิลิคอนที่มีความบริสุทธิ์ 99.9999% เป็นวัตถุดิบ เมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์แสงอาทิตย์โพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอนและอะมอร์ฟัสซิลิกอน ประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริกของพวกมันนั้นสูงที่สุด ประสิทธิภาพการแปลงสูงสุดในปัจจุบันในห้องปฏิบัติการคือ 24.7% เนื่องจากความต้องการวัตถุดิบและกระบวนการผลิตสูง ต้นทุนจึงสูงเช่นกัน

เมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์แสงอาทิตย์แบบโมโนคริสตัลไลน์ซิลิคอน กระบวนการเตรียมเซลล์แสงอาทิตย์แบบโพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอนนั้นง่ายกว่าและประหยัดกว่า อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริกของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอนจะลดลงอย่างมาก และประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริกจะอยู่ที่ประมาณ 18% และอายุการใช้งานยังสั้นกว่าเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์ซิลิคอนอีกด้วย

วัสดุ CdTe เข้ากับสเปกตรัมของแสงอาทิตย์ได้เป็นอย่างดี และมีประสิทธิภาพทางทฤษฎีสูงมาก (28%) ประสิทธิภาพที่ได้รับในห้องปฏิบัติการสูงถึง 17.8% อายุการใช้งานของแบตเตอรี่อยู่ที่ 20 ปี และต้นทุนการผลิตต่ำ ซึ่งเอื้อต่อการผลิตในปริมาณมาก

แต่ค่อนข้างมาก ปริมาณสำรองของเทลลูเรียมบนโลกมีน้อยกว่าซิลิคอนอย่างมาก และแคดเมียมซึ่งเป็นองค์ประกอบโลหะหนักมีความเป็นพิษสูง และการกำจัดที่ไม่เหมาะสมอาจก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม การทดลองแสดงให้เห็นว่าส่วนประกอบของเซลล์แสงอาทิตย์แคดเมียมเทลลูไรด์มีความปลอดภัย ดังนั้นแบตเตอรี่แคดเมียมเทลลูไรด์จึงมีศักยภาพในการพัฒนาสูง

CIGS คือแบตเตอรี่ทองแดงอินเดียมแกลเลียมเซเลไนด์ ซึ่งเป็นสารกึ่งตัวนำคริสตัลผสมของ CulnSe2 และ CuGaSe2 เช่น สามารถเปลี่ยนตามอัตราส่วนของวัสดุทั้งสอง (ตั้งแต่ 1.04eV-1.70eV) ประสิทธิภาพการแปลงสูงสุดที่ได้รับในห้องปฏิบัติการคือ 23.2% แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานยาวนานและใช้วัสดุน้อยกว่า จึงเหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก ข้อเสียของมันคือต้องใช้พื้นที่ขนาดใหญ่และมีแนวโน้มที่จะลดทอนแสง ในปัจจุบัน CIGS ยังเป็นแบตเตอรี่ที่มีศักยภาพอีกด้วย