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In den Labors ist man zuversichtlich, den Wirkungsgrad von Solarzellen noch erheblich verbessern und gleichzeitig die Herstellungskosten senken zu können, so daß sich der wirtschaftlich sinnvolle Einsatzbereich erheblich erweitern könnte. So hofft man, den Wirkungsgrad von Zellen aus amorphem Silizium auf bis zu 15 % steigern zu können. Durch sogenannte Tandem- oder Tripelzellen, bei denen zwei oder drei Dünnschicht-Solarzellen mit unterschiedlichen Spektralempfindlichkeit übereinander liegen, könnte man sogar etwa 20 % erreichen. Es wird nicht nur mit Silizium experimentiert, sondern auch mit anderen Halbleitermaterialien wie Kadmiumtellurit, Kupferindium-Diselenid oder Legierungen aus Silizium und Germanium. Ebenso hofft man das Langzeitverhalten der Dünnschicht-Zellen verbessern zu können, das bislang solchen aus kristallinem Silizium unterlegen ist. Bei der traditionellen \"Dickschichtzelle\" aus Silizium eröffnet die MIS-I-Zelle (Metall-Isolator-Silizium-Inversionssolarschichtzelle) neue Möglichkeiten zur Senkung der Herstellungskosten infolge des Wegfalls von Verfahrensschritten und der Erhöhung des Wirkungsgrades durch doppelseitige Nutzung.
Am fernen Horizont zeichnet sich sogar die Möglichkeit ab, die Photosynthese der Pflanzen eines Tages durch eine Art Farbanstrich kopieren zu können, der das einfallende Licht in elektronischem Strom umsetzt.
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