De ontwikkeling van zonnepanelen heeft drie stadia doorlopen. De eerste fase is gebaseerd op siliciumwafels; de tweede fase zijn zonnecellen op basis van dunnefilmmaterialen; de derde fase is nog in concept en eenvoudige onderzoeksexperimenten. In de eerste fase zijn de technologie en ontwikkeling van bulkpanelen van silicium op zonne-energie tot nu toe volwassen geworden, maar de zuiverheid van monokristallijn silicium is te hoog, dus de productiekosten zijn te hoog. Mensen aarzelen niet om de celconversie op te offeren om de tweede fase van de dunne-film zonne-energiebatterij te ontwikkelen. In zonnepanelen op basis van dunnefilmmaterialen vereist dunnefilmtechnologie veel minder materiaal dan zonnecellen van kristallijn silicium, en het is gemakkelijk om de productie van cellen met een groot oppervlak te realiseren, wat de kosten effectief kan verlagen. Dunnefilmbatterijen omvatten voornamelijk dunnefilmbatterijen van amorf silicium, dunnefilmbatterijen van polysilicium, cadmiumtelluride en dunnefilmbatterijen van koper, indiumselenide, waarvan polykristallijn silicium het beste materiaal is voor zonnecellen.

Tot nu toe kunnen zonnecellen ook worden onderverdeeld in drie categorieën: kristallijn silicium, amorf silicium panelen en multi-compound zonnepanelen. Zonnecellen van kristallijn silicium zijn hoofdzakelijk onderverdeeld in zonnecellen van polykristallijn silicium en zonnecellen van monokristallijn silicium. Amorf silicium panelen zijn dunne film zonnecellen en organische zonnecellen. Multi-compound zonnecellen verwijzen naar zonnecellen die niet zijn gemaakt van halfgeleidermaterialen met één element. Momenteel zijn er veel soorten onderzoek in verschillende landen, waarvan de meeste niet zijn geïndustrialiseerd, waaronder voornamelijk de volgende: cadmiumsulfide-zonnecellen, galliumarsenide-zonnecellen, koper-indiumselenide-zonnecellen. Op dit moment is kristallijn silicium het belangrijkste fotovoltaïsche materiaal, het marktaandeel is meer dan 90% en het zal in de toekomst nog lange tijd het reguliere materiaal van zonnecellen zijn.