光伏发电，即将光转化为电能，是化石燃料最有前途的替代品之一。自1839年 19岁的埃德蒙·贝克勒尔发现硒的光伏效应以来，人们发现了几种光伏材料， 并对其光伏性能进行了研究。1954年，硅公司的功率转换效率（PCE）为4.5%， 由贝尔实验室的研究人员皮尔逊、查平和富勒开发，现在已经超过了25%。到目 前为止，砷化镓的PCE效果最好，单结结构接近29%。钙系材料如CIGS和CdTe显 示出约22%的pce。在开发太阳能电池时，材料和加工成本与PCE一样重要。这意 味着能够用新型光伏材料生产低成本电力对学院和工业都至关重要。