Максимальный достигнутый в лаборатории к. п.д. солнечных элемен­тов (СЭ) на основе каскадных гетероструктур составляет 36,9% (фирма «Спектролаб», США), для СЭ из кремния 24%. Практически все заводы в России и за рубежом выпускают солнечные элементы ск. п.д. 14 - 17%. Sun Power Согр. США начала в 2003 г. производство солнечных элемен­тов из кремния размером 125 х 125 мм с к. п.д. 20%.

Новые технологии и материалы позволят в ближайшие пять лет уве­личить КПД СЭ на основе каскадных гетероструктур в лаборатории до 40%, в производстве — до 26 - 30%, к. п.д. СЭ из кремния в лаборато­рии до 28%, в промышленности — до 22% [127].

Разрабатывается новое поколение СЭ с предельным к. п.д. до 93%, ис­пользующее новые физические принципы, материалы и структуры. Ос­новные усилия направлены на более полное использование всего спект­ра солнечного излучения и полной энергии фотонов по принципу: каж­дый фотон должен поглощаться в полупроводнике с запрещенной зоной, ширина которой соответствует энергии этого фотона. Это позволит на 47% снизить потери в СЭ. Для этого разрабатываются:

- каскадные СЭ из полупроводников с различной шириной запрещен­ной зоны;

- солнечные элементы с переменной шириной запрещенной зоны;

- солнечные элементы с примесными энергетическими уровнями в запрещенной зоне.

Другие подходы к повышению к. п.д. СЭ связаны с использованием кон­центрированного солнечного излучения, созданием полимерных СЭ, а так­же наноструктур на основе кремния и фуллеренов. Предлагается исполь­зовать принципы микроволнового преобразования энергии (резонатор - волновод - выпрямитель) для преобразования солнечной энергии [2].