Innovationen treiben die Entwicklung und Produktion immer leistungsfähigerer und zugleich kostengünstiger Solarzellen und -module voran. So ging die Entwicklung von der Multi-Busbar-Technologie über Halbzellen-Module zu gekachelten oder geschindelten Modulen.
Außerdem nahm neben der Watt-Zahl der Module auch die Wafergröße zu. Als neuer Standard zeichnen sich mittlerweile Wafer mit einem Durchmesser von 182 mm2 (M10) bzw. 210 mm2 (M12) ab. Führende Hersteller nahmen die Massenfertigung von Modulen mit einer Leistung von mehr als 500 Watt oder gar mehr als 600 Watt auf. Hocheffiziente monokristalline Solarmodule haben mittlerweile weltweit einen höheren Marktanteil als multikristalline Module. Laut einem Bericht der Internationalen Energieagentur (IEA) lag der Anteil der PERC-Technologie (Passivated Emitter Rear Cell) bei kristallinen Solarzellen im Jahr 2019 schon bei über 65 Prozent. Im ersten Halbjahr 2020 erreichte der durchschnittliche Wirkungsgrad multikristallinen PERC-Zellen 20,6 Prozent und der von monokristallinen PERC-Zellen 22,4 bis 22,5 Prozent. Als weiterer wichtiger Schritt für noch mehr Effizienz gilt die Heterojunction-Technologie (HJT) mit Zellwirkungsgraden von mehr als 25 Prozent, mit der die REC Solar EMEA GmbH in 2020 den Intersolar Award gewinnen konnte. Immer mehr im Trend liegen auch bifaziale Module, welche die Sonneneinstrahlung auch auf der Rückseite nutzen, und damit die Solarstromausbeute weiter erhöhen. Ein besonders hohes Potential zur weiteren Senkung der Stromgestehungskosten haben bifaziale Module in Kombination mit einachsigen Nachführanlagen bei großen Freiflächenanlagen. Auch für Anwendungen im Bereich der Agri-PV und von schwimmenden Solaranlagen (Floating PV) sind bifaziale Module stark im Kommen. Die IEA rechnet damit, dass bifaziale Module bis Ende 2023 einen Marktanteil von 50 Prozent erreichen werden.
Die Entwicklung und Fertigung von Perowskitzellen und -modulen, meist im Tandem mit Siliziumzellen, macht ebenfalls große Fortschritte. So erreichte Oxford PV im Dezember 2020 mit einer Perowskitzelle (Silizium, beschichtet mit einer dünnen Perowskitschicht) einen Wirkungsgrad von 29,52 Prozent. Die Marktreife soll bis 2022 erreicht sein.