Sử dụng các hạt nguyên tử ngoại lai được gọi là các chấm lượng tử như 1 phần thiết yếu trong pin quang điện không phải một ý tưởng mới mẻ nhưng những nỗ lực để làm cho thiết bị này có thể chuyển đổi quang năng thành điện năng cho tới nay vẫn chưa hề đạt được hiệu quả cao như mong muốn.

Pin năng lượng mặt trời (pin mặt trời/pin quang điện) là thiết bị giúp chuyển hóa trực tiếp năng lượng ánh sáng mặt trời (quang năng) thành năng lượng điện (điện năng) dựa trên hiệu ứng quang điện.

Trong nhiều năm qua, nhiều nhà khoa học đã cố gắng chế tạo pin quang điện (pin mặt trời) hữu cơ dựa trên vật liệu polymer (OPV - organic photovoltaic solar cell) có hiệu suất đạt mức 10%, mức danh định được cho là đủ để phục vụ các ứng dụng thương mại, nhưng chưa có nhóm nào thành công.

Yingli Green Energy, một trong những công ty năng lượng mặt trời hàng đầu trên thế giới đã công bố đang cung cấp hệ thống pin quang điện công suất 40 MW cho dự án nhà máy điện mặt trời lớn nhất ở châu Mỹ Latinh.

Nam Phi đã giới thiệu nhà máy điện quang năng được xây dựng tại OR Tambo (Wattville, thành phố Ekurhuleni), có khả năng sản xuất khoảng 200 kW điện qua các tấm pin quang điện trên diện tích 2.500 m².

Khắp các khu vực trên đất Mỹ hiện đang nhận được những lợi ích từ việc cắt giảm chi phí điện năng nhờ sử dụng pin quang điện trong các dự án đun nóng nước sạch.

Hệ thống pin quang điện PV lắp đặt trên mái sẽ cung cấp điện năng sạch, không phát thải carbon trong quy trình sản xuất. Nó đồng thời cũng mang tới cho nghệ thuật một sự khác biệt.

Bản đồ cho thấy tại rất nhiều nơi ở châu Phi với cùng một hệ thống pin quang điện có thể tạo ra lượng điện gấp đôi so với ở Trung Âu.

Năm 2011 là một năm thành công đối với khu vực châu Á – Thái Bình Dương trong việc lắp đặt và phát triển pin quang điện với sự tăng trưởng của toàn bộ khu vực là 165% so với năm trước.

Đại sứ quán Mỹ tại thủ đô Athens (Hy Lạp) đã hoàn thành việc lắp đặt các tấm pin quang năng của hãng IBC Solar với công suất danh nghĩa 96,6 kWp hồi tháng 10 năm nay

Đầu năm nay, hãng Twentieth Century đã lắp đặt pin quang điện trên mái nhà của studio ở tòa nhà 99 thuộc tổ hợp này. Các pin mặt trời mới lắp đặt lần này đã làm tăng hơn gấp 2 lần lượng năng lượng tại tổ hợp studio của hãng phim.

Các tập đoàn GMI Renewable Energy Group, Town Centre Securities (TCS) and Rex Procter & Partners tại Yorkshire đã thiết lập một trung tâm pin quang điện ở Anh. Hệ thống này được xây dựng trên mái nhà của bãi đỗ xe Clarence ở Leeds, dự kiến sẽ cung cấp khoảng 15% điện cho toàn bãi đỗ.

Các pin quang điện cần phải có lớp dẫn điện cho phép ánh sáng đi vào pin và điện năng đi ra. Vì thế, chất dẫn cần phải dẫn điện và trong suốt. Theo các nhà khoa học Mỹ, chất dẫn trong suốt làm từ các ống nano carbon - vật liệu mới dùng để làm pin mặt trời có thể tạo ra một cuộc cách mạng trong việc hấp thụ năng lượng mặt trời.

Pin mặt trời E20 của hãng này có hiệu suất tiết kiệm năng lượng là 24% và là loại modum pin quang điện thương mại đầu tiên đạt mức tiết kiệm năng lượng trên 20%.

Theo tiến sỹ Moeller, một chuyên gia hóa học tại khoa Khoa học nghệ thuật, trường Đại học Washington , St.Louis, ý tưởng này rất đơn giản tuy nhiên lại hàm chứa ý nghĩa to lớn. Tất cả những gì cần làm là sử dụng pin quang điện (năng lượng sạch) để cung cấp điện cho các phản ứng điện hóa (hóa học sạch).

Ngành công nghiệp sản xuất pin quang điện (PV) ở Đức hiện đang sử dụng nhiều nhân công hơn cả ngành sản xuất thép ở Mỹ. Với hơn 100.000 công việc chỉ riêng trong ngành sản xuất PV, gần 75% pin và thiết bị năng lượng mặt trời của Châu Âu cùng nhiều linh kiện khác được sản xuất ở Đức. Cầu nội địa tăng kỷ lục là một yếu tố quan trọng thúc đẩy ngành này phát triển, với công suất lắp đặt pin quang điện năm 2010 lên tới 7,4GW.

Bản điều tra hàng năm tình hình sản xuất pin mặt trời được đưa ra bởi tạp chí PHOTON International vào tháng 3 năm 2011 cho thấy trong năm 2010 ngành công nghiệp pin quang điện đã tăng sản lượng pin toàn cầu lên 27,2 gigawatts (GW), bằng tổng sản lượng của 4 năm trước đó cộng lại và tăng 118% so với mức 12,5 GW của năm 2009. Đây là tỷ lệ tăng trưởng hàng năm cao nhất kể từ năm 1999 khi PHOTON International bắt đầu điều tra tình hình sản xuất pin mặt trời.

Trong vài năm trở lại đây, những đầu tư phát triển năng lượng sạch và công nghệ xanh của khu vực tư nhân và chính phủ Hàn Quốc đều tăng lên. Bộ Kinh tế Hàn Quốc đã hợp tác với một số hãng tư nhân để cải thiện công nghệ pin, pin quang điện, nhiên liệu sinh học và sản xuất năng lượng địa nhiệt. Trong năm 2011, chính phủ Hàn Quốc hi vọng sẽ bơm thêm 1 nghìn tỉ won (tương đương 900 triệu đôla Mỹ) vào lưới điện và nguồn năng lượng sạch thế hệ kế tiếp.

Các nhà nghiên cứu thuộc Cơ quan Khoa học quốc gia Australia (CSIRO) đã đạt được tiến bộ đáng kể trong việc sản xuất các tấm pin quang điện để biến ánh sáng mặt trời thành điện năng theo kỹ thuật in ấn.

“Thay vì trùm toàn bộ mái nhà mình bằng tấm pin quang điện, bạn chỉ cần gắn vài tấm pin cực nhỏ có gắn "ăngten nano" ở vài nơi trên mái nhà, thế là bạn tha hồ có năng lượng để dùng” - Michael Strano, trưởng nhóm nghiên cứu, hào hứng.