La grande maggioranza dei dispositivi fotovoltaici presenti oggi sul mercato sono costituiti da un insieme di celle di silicio (SI) mono e poli cristallino. Si tratta di celle simili a quelle che vengono utilizzate per realizzare i chip nell'elettronica. Dato che sono molti anni che questi dispositivi vengono prodotti, la tecnologia di produzione è matura e di ampio volume.

Nonostante questo, il prezzo dei dispositivi rimane eccessivo. Il motivo è il costo "intrinseco" - legato a diversi fattori fra i quali le alte temperature di fusione del silicio, la necessità di lavorarlo in assenza di ossigeno,  un assemblaggio poco automatizzabile delle varie celle da connettere in serie, ecc. - sotto il quale non è possibile scendere.

Per questo motivo gli scienziati si dedicano quasi esclusivamente alla ricerca di alternative all'utilizzo del silicio come componente "attiva" del dispositivo fotovoltaico.

La situazione della ricerca sul fotovoltaico in Italia rispecchia un po' quello della ricerca in generale nel nostro paese: siamo complessivamente scarsini ma con eccezioni locali di assoluta eccellenza.

L'elenco dei principali centri non è quindi lungo:

- Università Di Parma e Arendi srl.
Il laboratorio Film Sottili del Dipartimento di Fisica è impegnato nella realizzazione e nello studio di dispositivi a film sottili, in particolare dispositivi fotovoltaici. Il laboratorio nasce agli anni Settanta, con l'inizio della ricerca, allora pionieristica, finalizzata alla realizzazione di celle solari basate su materiali alternativi al silicio - tellururo di cadmio (CdTe) e diseleniuro di indio e rame (CuInSe2) -. Il laboratorio è diretto dal professor Nicola Romeo, e il suo gruppo ha ottenuto importanti risultati che semplificano il processo di produzione della cella fotovoltaica a CdTe e ne garantiscono un'ottima efficienza e riproducibilità. Questi risultati sono protetti da quattro brevetti internazionali, ed è stata costituita una società, la Solar Systems and Equipments srl (SSE) con l'obiettivo di effettuare il trasferimento tecnologico verso la linea di produzione industriale. Recentemente la SSE è stata inglobata nella società Arendi srl che si avvia a realizzare in Italia un impianto industriale per la commercializzazione di moduli fotovoltaici basati su questo processo innovativo.

- Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano (CESI) - Milano.
Il CESI opera da oltre quarant'anni in più di trentacinque paesi ed è specializzato nel settore elettro-energetico e ambientale. Il gruppo del dottor Carlo Flores del CESI studia e sviluppa celle solari all'arseniuro di gallio (GaAs) a doppia e tripla giunzione per concentrazione. Si tratta di dispositivi ad altissima efficienza, ma che hanno ancora costi estremamente elevati.

- ENEA.
L'ENEA ha una lunga e consolidata esperienza nello sviluppo di dispositivi fotovoltaici, soprattutto quelli basati sul silicio amorfo, sui quali ha concentrato la propria attività di ricerca. Purtroppo questo minerale, negli anni, ha dimostrato di non mantenere le promesse iniziali, soprattutto per quanto riguarda efficienza e stabilità nel tempo. Il dottor Carlo Privato e il dottor Francesco Roca della sede ENEA di Portici, Napoli, sono tra i ricercatori di punta del settore fotovoltaico del silicio amorfo.

- Università di Ferrara.
Presso l'Università di Ferrara il professor Giuliano Martinelli, coordinatore del Gruppo Sensori e Semiconduttori, ha ottenuto notevoli risultati nel campo dei dispositivi solari fotovoltaici a concentrazione e con specchi dicroici, che disperdono in diverse direzioni la luce di varie lunghezze d'onda. Il sistema è composto da specchi normali, specchi dicroici e da varie celle fotovoltaiche di diversa tipologia - Si, GaAs, InGaP (Fosfuro di Indio e Gallio), ecc. La luce che investe il sistema viene suddivisa in varie "bande di colore" (lunghezza d'onda) diverso, e ogni banda viene inviata verso il tipo di cella solare più efficiente in quel range di lunghezze d'onda. Le efficienze teoriche così raggiungibili sono molto alte, ma per il momento il dispositivo risulta ancora troppo complicato e costoso.

- Polo per il Fotovoltaico Org anico del Lazio presso il Dipartimento di Ingegneria Elettronica dell'Università di Roma Tor Vergata.

 Il polo è diretto da Thomas Brown, Aldo Di Carlo, Andrea Reale e Franco Giannini. Qui si sviluppano celle organiche di due tipi: quelle ibride (organico/inorganico) e quelle totalmente organiche. Alla base di questa tecnologia sta un processo molto simile alla fotosintesi clorofilliana, con una miscela di materiali in cui il pigmento assorbe la radiazione solare e gli altri componenti estraggono la carica per produrre elettricità. Costano poco ma per ora hanno efficienza e durata troppo basse per essere portate sul mercato.