Sự phát triển của Tấm năng lượng mặt trời đã trải qua ba giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên dựa trên các tấm silicon; giai đoạn thứ hai là pin mặt trời dựa trên vật liệu màng mỏng; giai đoạn thứ ba vẫn còn trong khái niệm và thí nghiệm nghiên cứu đơn giản. Ở giai đoạn đầu tiên, công nghệ và sự phát triển của các tấm silicon khối năng lượng mặt trời đã trưởng thành cho đến nay, nhưng độ tinh khiết của silicon đơn tinh thể quá cao nên chi phí sản xuất quá cao. Người ta không ngần ngại hy sinh tỷ lệ chuyển đổi tế bào để phát triển giai đoạn thứ hai của Pin năng lượng mặt trời màng mỏng. Trong các tấm pin mặt trời dựa trên vật liệu màng mỏng, công nghệ màng mỏng cần ít vật liệu hơn nhiều so với pin mặt trời silicon kết tinh và dễ dàng nhận ra việc sản xuất các tế bào diện tích lớn, có thể giảm chi phí một cách hiệu quả. Pin màng mỏng chủ yếu bao gồm pin màng mỏng silicon vô định hình, pin màng mỏng polysilicon, cadmium Telluride và pin màng mỏng đồng indium selenide, trong đó silicon đa tinh thể là vật liệu tốt nhất cho pin mặt trời.

Cho đến nay, pin mặt trời cũng có thể được chia thành ba loại: silicon tinh thể, tấm silicon vô định hình và tấm pin mặt trời đa hợp chất. Các tấm pin mặt trời silicon tinh thể chủ yếu được chia thành pin mặt trời silicon đa tinh thể và pin mặt trời silicon đơn tinh thể. Các tấm silicon vô định hình là pin mặt trời màng mỏng và pin mặt trời hữu cơ. Pin mặt trời đa hợp chất đề cập đến pin mặt trời không được làm bằng vật liệu bán dẫn đơn nguyên tố. Hiện nay, có nhiều loại nghiên cứu ở các quốc gia khác nhau, hầu hết trong số đó chưa được công nghiệp hóa, chủ yếu bao gồm các loại sau: pin mặt trời cadmium sulfide, pin mặt trời gali arsenide, pin mặt trời selenua đồng indium. Hiện tại, vật liệu silicon tinh thể là vật liệu quang điện quan trọng nhất, thị phần của nó là hơn 90% và nó vẫn sẽ là vật liệu chủ đạo của pin mặt trời trong một thời gian dài trong tương lai.