Tinh thể silic là một lý tưởng bảng điều khiển năng lượng mặt trời vật liệu. Pin mặt trời silicon đơn tinh thể sử dụng các thanh silicon đơn tinh thể có độ tinh khiết 99,9999% làm nguyên liệu thô. So với pin mặt trời silicon đa tinh thể và silicon vô định hình, hiệu suất chuyển đổi quang điện của chúng là cao nhất. Hiệu suất chuyển đổi cao nhất hiện nay trong phòng thí nghiệm là 24,7%. Do yêu cầu cao đối với nguyên liệu thô và quy trình sản xuất nên giá thành của nó cũng cao.

So với pin mặt trời silicon đơn tinh thể, quá trình chuẩn bị pin mặt trời silicon đa tinh thể đơn giản và tiết kiệm hơn. Tuy nhiên, hiệu suất chuyển đổi quang điện của pin mặt trời silicon đa tinh thể sẽ giảm đi rất nhiều, hiệu suất chuyển đổi quang điện của nó là khoảng 18% và tuổi thọ của nó cũng ngắn hơn so với pin mặt trời silicon đơn tinh thể.

Vật liệu CdTe rất phù hợp với quang phổ mặt trời và có hiệu suất lý thuyết rất cao (28%). Hiệu suất thu được trong phòng thí nghiệm đã đạt 17,8%. Vòng đời của pin là 20 năm và chi phí sản xuất thấp, có lợi cho sản xuất quy mô lớn.

Nhưng tương đối, trữ lượng Tellurium trên trái đất ít hơn nhiều so với silicon và cadmium, là một nguyên tố kim loại nặng, có độc tính cao và việc xử lý không đúng cách có thể gây ô nhiễm môi trường. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng các thành phần của pin mặt trời cadmium Telluride là an toàn, vì vậy pin cadmium Telluride có tiềm năng phát triển cao.

CIGS là pin đồng indium gallium selenide, là chất bán dẫn tinh thể hỗn hợp của CulnSe2 và CuGaSe2. VD có thể thay đổi theo tỷ lệ của hai vật liệu (từ 1,04eV-1,70eV). Hiệu suất chuyển hóa cao nhất thu được trong phòng thí nghiệm là 23,2%. Pin có tuổi thọ cao và cần ít vật liệu hơn nên thích hợp cho sản xuất hàng loạt. Nhược điểm của nó là cần chiếm diện tích lớn và dễ bị suy hao do ánh sáng. Hiện tại, CIGS cũng là một loại pin tiềm năng.