Energiatermelés hatékonysága: A monokristályos szilícium napenergia legmagasabb fotoelektromos konverziós hatékonysága eléri a 24% -ot, a napelem pedig a legmagasabb fotoelektromos konverziós hatékonyság minden típusú napelem esetében. A napelemek azonban a monokristályos szilícium napelemek gyártási költségei olyan nagyok, hogy nem használták széles körben és széles körben. A gyártási költségeket tekintve a napelemes polikristályos szilícium napelemek olcsóbbak, mint a monokristályos szilícium napelemek, de a polikristályos szilícium napelemek fotoelektromos átalakítási hatékonysága sokkal alacsonyabb. Ezenkívül a napelemek a polikristályos szilícium napelemek élettartama rövidebb, mint a monokristályos szilícium napelemeké. Ezért a napelem költséghatékonysága szempontjából a monokristályos szilícium napelemek valamivel jobbak.
A kutatók azt találták, hogy egyes összetett félvezető anyagok alkalmasak a napelemes fotovoltaikus konverziós filmekre. Például CdS, CdTe; III-V napelemes vegyület félvezetők: GaAs, AIPInP stb. Az ezekből a félvezetőkből készült napelemes vékonyfilm napelemek jó fotoelektromos konverziós hatékonyságot mutatnak. A gradiens sávos résekkel rendelkező többelemes félvezető anyagok bővíthetik a napenergia abszorpciós spektrumát, a napelemeket, ezáltal növelve a fotoelektromos konverzió hatékonyságát. A vékonyrétegű napelemek számos gyakorlati alkalmazása széles kilátásokat kínál. Ezen többelemes félvezető anyagok közül a Cu (In, Ga) Se2 napelem kiváló napfényelnyelő anyag. Ennek alapján a szilíciumnál lényegesen nagyobb fotoelektromos konverziós hatékonyságú napelemes vékonyfilmes napelemek tervezhetők, napelemek és az elérhető fotoelektromos konverziós arány 18%.