Le tecnologie di produzione delle celle fotovoltaiche si dividono sostanzialmente in tre famiglie:
• Silicio cristallino cui appartiene il monocristallo ed il policristallo.
• Film sottile cui appartiene l'amorfo tradizionale e i sistemi multigiunzione
• Arseniuro di Gallio

SILICIO CRISTALLINO

La tecnologia al silicio cristallino è in questo momento la più commercializzata sia per la facilità di reperire il silicio (uno degli elementi più diffusi sulla Terra), sia per le migliori prestazioni offerte in termini di rapporto qualità/prezzo.
Sia in monocristallo che in policristallo, può raggiungere a livello industriale discreti valori di efficienza, comunque tra i più alti sul mercato, compresi tra il 13 ed il 22%.
Si tratta di un tecnologia stabile e affidabile anche se talvolta il processo di fabbricazione, soprattutto per il monocristallo non è molto semplice.

FILM SOTTILE

E' la tecnologia più semplice da produrre, ma anche quella che garantisce i rendimenti più bassi, siamo su valori compresi tra il 6 e l'8%.
Il processo di creazione della cella è molto semplice: su un substrato rigido (vetro o metallo) vengono depositati con tecnologie adeguate più strati di materiale, due di questi strati (i più esterni) diventano elettrodi di conduzione, mentre lo strato interno diventa giunzione della cella fotovoltaica.
Si tratta di una tecnologia poco stabile nel tempo con un degrado delle prestazioni rilevante nei primi periodi di funzionamento. Allo stesso tempo però è molto valida, con buoni rendimenti in condizioni di bassi valori di irraggiamento, adattabile a supporti flessibili.

- Silicio amorfo multigiunzione

Derivata dalla precedente questa tecnologia innovativa permette un maggior rendimento di funzionamento, il quale in alcuni casi arriva fino al 12% (tripla giunzione). In pratica vengono aggiunte ulteriori giunzioni, trattate in maniera differente, le quali hanno risposte diverse allo spettro della luce, aumentando quindi la banda di funzionamento nello spettro solare.
Un modulo fotovoltaico costruito con questo tipo di tecnologia, anche se meno efficiente di uno in cristallino, a parità di potenza potrebbe produrre in base annua fino ad un 20% in più di energia perché ha una migliore risposta alla radiazione solare diffusa.
La tecnologia Triple Junction Unisolar (immagini a lato) permette di costruire moduli fotovoltaici di tipo flessibile per svariati usi e inoltre permette di incollare le varie celle su substrati in acciaio (tetti in lamiera) e di altro materiale (guaina in PVC , etc.).

- Cis e Cigs
Altra tecnologia legata al settore film sottile è la CIS (diseleniuro di rame/indio) e la CIGS (diseleniuro di rame/indio/gallio).
I risultati ottenuti danno valori di efficienza superiori all'amorfo, intorno al 10 - 11%.
Si pensa che in futuro tali tecnologie potranno dare risultati equiparabili a moduli di egual misura e potenza costruiti con celle in silicio cristallino, ma con costi di produzione molto minori.

- CdTe
Con il telluro di cadmio si riescono ad ottenere efficienze maggiori rispetto all'amorfo, 8-10% per prodotti industriali (15,8% ottenuto in laboratorio), ma il grosso problema della tossicità, il cadmio potrebbe infatti diventare un problema ambientale se non correttamente riciclato o utilizzato.

ARSENIURO DI GALLIO
La tecnologia GaAs è attualmente la più interessante dal punto di vista dell'efficienza ottenuta, superiore al 25-30%, ma la produzione di queste celle è limitata da costi altissimi e dalla scarsità del materiale.
Infatti la tecnologia GaAs viene utilizzata principalmente per applicazioni spaziali, dove sono importanti pesi e dimensioni ridotte. I risultati ottenuti con celle GaAs danno un'efficienza di conversione maggiore del 30%.
Questa cella a tripla giunzione è stata costruita utilizzando tre strati di materiali semiconduttori, fosfuro di indio/gallio su arseniuro di gallio su germanio (GaInP2/GaAs/Ge). Si ritiene che siano possibili ulteriori progressi in breve tempo tali da permettere il raggiungimento della soglia del 40%.