Yüksek verimli ve düşük maliyetli yeni nesil Fotovoltaik (PV) hücre üretimi; güvenli, rekabetçi ve sürdürülebilir güneş enerji sistemlerinin en önemli bileşenlerindendir. Türkiye, coğrafi olarak güneş enerjisi için en büyük kullanım potansiyeline sahip “güneş bandı” olarak adlandırılan bir bölgede yer aldığından güneş enerjisi için gerekli kaynağa yeteri kadar sahiptir. Dünyada, yapay yaprak teknolojileri, Perovskit ve kuantum nokta güneş hücreleri gibi yeni fonksiyonel malzeme kombinasyonları ile yeni nesil güneş hücrelerinin geliştirilmesinde ve mevcut teknolojilerin iyileştirilmesinde verim, maliyet, çevrecilik, kararlılık, malzeme bolluğu gibi birçok parametrenin dikkate alındığı çalışmalar yoğun bir şekilde devam etmektedir.

Fotovoltaik teknolojiler incelendiğinde, güneş elektrik ve güneş ısı sistemleri olarak iki gruba ayrıldığı görülmektedir. Güneş elektrik sistemleri, güneş enerjisinden elektrik enerjisi elde edilmesi için kullanılırken, güneş ısı sistemleri, güneş enerjisinden ısı enerjisi elde etmek üzere kullanılmaktadır. Fotovoltaik sistemler, güneş enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren aygıtlardır. Fotovoltaik (PV) sistemlerin en küçük elemanı fotovoltaik hücrelerdir ve fotovoltaik ilkeye göre çalışırlar. PV hücrelerin üzerine ışık düşürüldüğünde uçlarında elektrik gerilimi oluşur ve birden fazla hücrenin bir araya getirilerek oluşturulan yapıya PV modül denir. Modüllerin seri ya da paralel bağlanarak PV paneller elde edilmektedir. Modül haricinde bir PV sisteminin bileşenleri, invertör, güç kontrol sistemleri (şarj kontrolör), enerji depolama aygıtları (akü) ve diğer sistem dengeleyicileri olarak dört ana bölüme ayırmak mümkündür. PV paneller doğru akım üretirler. Doğru akımla (DC) üretilen elektriği, alternatif akıma çevirmek üzere invertörler kullanılmaktadır. Voltaj değişimlerini dengede tutmak amacıyla ise güç kontrol sistemleri kullanılmakta ve üretilen enerjiyi depolamak üzere bataryalar kullanılmaktadır. Üretimlerinde kullanılan yarıiletken malzemelerin türüne ve ticari olgunluk düzeyine bağlı olarak PV sistemler, nesiller olarak adlandırılan üç gruba ayrılmaktadır. 1. nesil teknolojiler kristal silikon esaslı PV sistemlere dayanmaktadır. 2. Nesil PV teknolojileri, ince film güneş pilleri olarak adlandırılmaktadır ve 3. Nesil PV teknolojileri ise gelişmekte olan yeni PV teknolojileri olarak adlandırılmakta ve organik, hibrit, perovskit, boya duyarlı güneş pili teknolojilerini kapsamaktadır.

Yeni nesil fotovoltaik teknolojiler bünyesinde geliştirilen malzemeler incelenebilmektedir.