光伏发电产业按电池技术路线主要分为晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池和聚光光伏电池。

太阳能电池根据所用材料的不同，可分为：晶体硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池。

晶体硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池两种。晶体硅太阳能电池约占当前光伏市场85%份额。晶体硅电池技术成熟、性能稳定，是光伏电池的主流品种。晶体硅电池的主流地位中期不会改变。

薄膜电池是利用非常薄的感光材料制成，附着或涂层于廉价的玻璃、不锈钢或塑料衬底上。相较于晶体硅电池，优势是：技术造价比晶体硅低，可用于楼宇立面和商用建筑的屋顶，适于建筑一体化应用，是建设低碳环保型建筑物的材料;在弱光或散射光线条件下，依然能够发电，适用条件较为宽松。劣势是光电转换效率较低，商业化应用的转换率目前普遍在8%-10%左右;存在光电效率衰退效应，稳定性不高。

多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓III-V族化合物、硫化镉、碲化镉及铜锢硒薄膜电池等。

砷化镓(GaAs)III-V族化合物光伏电池的转换效率可达40%。GaAs化合物材料具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率，抗辐照能力强，对热不敏感，适合于制造高效单结电池。但是GaAs材料的价格不菲，因而在很大程度上限制了GaAs电池的普及。

硫化镉、碲化镉薄膜光伏电池的效率较非晶硅薄膜光伏电池效率高，成本较晶体硅光伏电池低，并且也易于大规模生产，但镉有剧毒，会对环境造成严重污染。

铜铟硒薄膜光伏电池(简称CIS)适合光电转换，不存在光致衰退问题，转换效率也较高。具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点，将成为今后发展光伏电池的一个重要方向。唯一问题是材料来源，铟和硒都是稀有元素，因此这类电池的发展必然受到限制。

其他太阳能电池目前大都处于实验室阶段。

此外，太阳能发电技术还包括聚光光伏发电(CPV)和聚光光热发电(CSP)。聚光光伏发电(CPV)利用聚集的太阳光，进行光伏转换，约占聚光路线的3%。聚光光热发电(CSP)通过聚集光热产生蒸汽，推动涡轮，带动发电机发电，通常规模大于1MW，适合阳光充足的荒漠地带;它同时可以借助生物质等其它燃料，实现持续稳定供电，更受电网欢迎。CSP技术路线占聚光路线的比例为97%。聚光光热(CSP)技术按照聚光方式的不同，可以分为槽式技术、塔式技术、碟式技术和菲涅耳式技术。

使用晶硅电池和薄膜电池进行光电转换，分别是第一、第二代太阳能利用技术，均已得到了广泛应用。

利用光学元件将太阳光汇聚后再进行利用发电的聚光太阳能技术，被认为是太阳能发电未来发展趋势的第三代技术。

太阳能电池技术未来发展的主要目标仍然是围绕着提高产品的转换效率、降低生产成本和能耗、延长产品的使用寿命这几个方面。