光伏领域的研究工作开展得如火如荼，多个国家的政府、大学以及研究机构正投如大量的资源开展该领域的研究。通过调查，多个实验室正致力于从纳米技术的角度进行薄膜和晶体的研究。其他实验室也开展了许多十分具有创新性的研究工作。
美国国家能源部可再生能源实验室NREL
GregWilson，NREL国家光伏研究中心主任讲到，该实验开展的研究工作重要集中在三大方面。首先是研究由元素周期表第三列和第五列元素制成的半导体材料（简称III-V），最常见的是砷化镓。
太阳能电池晶元抗断裂强度检测装置（NREL供图）
第二个方面是传统的单晶硅研究。NREL的工作侧重于复合层叠电池，通过将性能最佳的特殊单元模块加装在双结电池顶部，来吸收光谱中特定频段的太阳能。该技术会将太阳能电池的发电效率提高百分之十。全球有多个课题组在开展此项工作，无论使用晶体生长技术还是粘合技术，如何提高该种复合电池的发电效率始终是一大技术难题。NREL对两种连接方法都有研究，并且研究结果表明III-V作为顶部电池材料较好。
第三个方面就是NREL已研究了35年的薄膜技术。研究人员研究了多种材料，包括：碲化镉，铜铟镓硒（CIGS），铜锌锡硫（CTZS）（CIGS的替代品）。薄膜技术具有诸多优点：降低生产成本、减小电池体积便于安装等等，但是也具有长期稳定性差的缺点。
图中所示为TetraSun光伏模块。在阴极射线发光实验室（隶属于NREL的光伏设备中心）对该模块进行特性和稳定性测量。
