현재 태양전지는 대부분 고효율화를 목표로 하고 있다. 변환 효율이 증가하면 설치 비용, 재료 비용 등 태양광 발전과 관련된 모든 것이 저렴해지는 등 이득을 볼 수 있다. 고효율 태양전지를 제작하기 위해서는 미세 구조를 통하여 제작하여야 한다. 이를 이용하면 이론적으로 60 이상의 고효율로 구동 가능하지만 크기가 같은 양자점을 균일하게 정렬하기 어렵기 때문에 현 기술력으로는 힘들다고한다.태양전지의 셀의 핵심은 PN접합 다이오드인데 이는 P형 반도체와 N형 반도체를 접합한 것이다. 이것은 순수한 실리콘에 불순물을 첨가하여 전기가 흐르게 만드는 것이다. 태양광에 실질적으로 참가하는 발전은 실리콘에 새로 생성한 전자와 광생성 캐리어이다. PN접합 다이오드의 구동 방식은 접합 계면에 내부 전위차가 발생하고 빛에 의해 생성된 전자와 홀이 내부 전위차에 의해 분리되어 광기전력이 발생하는 것을 기초로 한다.