光伏电池是把太阳光转化为电能的设备，尽管应用普遍，但只占全球能量生产中的一小部分。按照美国俄亥俄州托莱多大学阿尔文·康帕安博士的说法，2008年全世界生产的电能约为20兆兆瓦，其中仅有0.035%以光伏模式生产。
《用阳光驱动世界》白皮书指出，光伏技术的推广受到了高成本硅材料的限制。要让光伏电池具有广泛适用性，需要先开发低成本、无毒、储量丰富的新型光伏材料。
产能呈指数式递增
中国科学院上海技术物理研究所褚君浩博士介绍，光伏技术是由美国贝尔实验室于20世纪50年代首先开发的太阳能技术。过去10年间，全球光伏电池的产量呈指数式增加。按照褚博士提供的数据，1997年全世界的光伏电池产能约为1.258亿瓦，2007 年则增加到37.334亿瓦。他预测，今后每年安装的光伏电池仍将快速增加。保守估计到2012年，这一数字将达到130亿瓦。
光伏电池的生产主要集中在中国，且大部分用于出口。褚君浩强调，虽然过去几年光伏电池生产有了显著增长，但该领域的科学技术仍然是科学界的研究热点。尽管太阳能级硅材料的成本已经从2007年底的每千克350～400美元下降到2008年底的每千克 100美元，但硅仍然是光伏电池生产中成本最高的部分，占单一太阳能电池板成本近60％。
降低成本是战略方向
褚君浩介绍了不同类型的光伏技术。
晶体硅光伏技术占据市场的主要份额。全世界安装的所有太阳能阵列中，约87％由晶体硅构成。但当前晶体硅光伏技术的成本过于昂贵，需要不断减少第一代光伏电池——晶体硅光伏电池的硅片厚度。虽然过去几年中，硅片平均厚度已从300～350微米变为 150微米左右，但尚未进入市场可承受的范围。
与晶体硅电池相比，第二代光伏电池——薄膜光伏电池的效率较低，大多数的转化效率为5％～10％。此外，薄膜太阳能电池不够稳定，材料会因暴露于太阳光下而变质。但是，薄膜太阳能电池所需要的原材料要比晶体硅电池少，且不那么昂贵。褚君浩预测，到 2012年，晶体硅光伏电池设备所占比例将从目前的87％跌落到75％，而其余的25％将由薄膜基占据。
褚君浩还提到了第三代新概念太阳能电池技术——染料敏化太阳能电池（DSSC）。DSSC用染料分子来吸收入射光，比晶体硅电池便宜，但效率比前两者都低，而且也存在稳定性问题。中国科学院孟庆波博士指出，DSSC的一大优点是较容易生产。在中国，研究人员正在考察DSSC中使用的传统电解质材料碘化锂是否可以用更便宜的碘化铝来代替，以进一步降低成本。
对于地球是否能提供足够的材料以满足大规模太阳能发电的需要，参加第一届CS3研讨会的英国巴斯大学的劳里·彼得博士认为，化学家们需要重新审视过去的工作，采用更适于长期、规模化应用的新材料来进行替代实验。
光伏技术未来可期
褚君浩认为，开发太阳能电池技术应遵循4个步骤：一是改进晶体硅太阳能电池的加工技术，即大幅降低硅成本，改进材料和电池的加工制造工艺，从而使除硅以外的40％成本也有所下降；二是开发薄膜和新概念光伏技术用的新材料，从而在降低成本的同时提高性能；三是不断开发薄膜和染料敏化光伏技术的新结构、工艺和概念，以提高低成本产品的性能；四是各领域科学家联合起来，共同寻找突破口。
就大规模电力传输而言，褚君浩提出了一个问题：正在探索和开发的多种光伏技术中，哪一种最成功？他分析，从效率来讲硅仍然是最好的材料，未来10年硅基电池成本可望更易于接受，因为它们所用的硅将更少。他还预测，分子有机太阳能电池将因低成本而占有重要地位，不过在实现大规模应用之前，其效率和稳定性还需要改进。
