Το ιδανικό, μέχρι σήμερα, υλικό για τα φωτοβολταϊκά είναι το πυρίτιο, ωστόσο σύντομα αναμένεται να εκτοπιστεί από το γραφένιο, το υπερ-υλικό που βρίσκει μέρα με τη μέρα όλο και περισσότερες εφαρμογές, ενώ υπόσχεται υψηλή αποδοτικότητα κατά την μετατροπή του φωτός (φωτόνια) σε ηλεκτρικό ρεύμα (ηλεκτρόνια).
Όπως επισημαίνεται στο περιοδικό του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης (MIT), τα συμβατικά υλικά που μετατρέπουν το φως σε ηλεκτρικό ρεύμα, όπως το πυρίτιο, μετατρέπουν ένα μόνο ηλεκτρόνιο για κάθε φωτόνιο που απορροφάται.