Miért van szükség az alternatív megoldások keresésére, ha energiatermelésről van szó? Bolygónk természeti erőforrásainak kihasználása nem folytatható az örökkévalóságig, hiszen előbb-utóbb egyszerűen kifogyunk belőlük. Viszont a Nap, ha nem is végtelen ideig, de több millió évig mindenképpen biztosítani tudja a kellő mennyiségű energiát a Földnek, ehhez pedig csupán néhány jó hatásfokkal működő napelem segítségére van szükség.
Ezek az eszközök különböző anyagokból készülhetnek és eltérő hatékonysággal képesek a befogott napsugarakat feldolgozni. A legjobb megoldást a szilícium alapú napelem kínálja, ami lehet monokristályos vagy polikristályos. Ezek akár 18-25 %-os energia átalakító képességgel is rendelkezhetnek.
A szilícium alapú egységek teljesítménye további 40%-ra fokozható egy réteges eljárás segítségével, ám ez a megoldás annyira drága, hogy csupán az űrkutatásban alkalmazzák. Egyéb különféle vegyületekből is készíthető napelem, viszont ezek az olcsóbb típusok mindössze 2-8%-os hatékonysággal működnek.