Nach heutigem Stand der Forschung gibt es bei allen Materialien physikalische Grenzen der Stromausbeute. So liegt beispielsweise der maximale Wirkungsgrad des kristallinen Siliziums bei 28 %. Eine viel versprechende Weiterentwicklung sind aber die so genannten Tandemzellen. Diese werden aus verschiedenen Halbleitermaterialien so kombiniert, dass sie einen größeren Bereich des Spektrums des Sonnenlichts ausnutzen können. Bei Laborzellen konnten so bereits Wirkungsgrade von über 25 % erzielt werden.