Ir trīs saules bateriju pamata paaudzes, lai gan viena no tām vēl neeksistē, un pētījumi turpinās. Tie ir apzīmēti kā pirmais, otrais un trešais, un atšķiras atkarībā no to izmaksām un efektivitātes.
Pirmā paaudze ir augstas izmaksas, augstas efektivitātes. Šīs saules baterijas ir ražotas līdzīgi kā datori, izmantojot ārkārtīgi tīru silīciju, izmanto vienu savienojumu enerģijas iegūšanai no fotoniem, un tās ir ļoti efektīvas, sasniedzot to teorētisko lietderības maksimumu 33%. 2007. gadā pirmās paaudzes produkti veidoja 89.6% no komerciālās produkcijas, lai gan kopš tā laika tirgus daļa ir samazinājusies. Ražošanas procesi, kas tiek izmantoti to ražošanai, pēc būtības ir dārgi, kas nozīmē, ka šo elementu iegādes izmaksas var aizņemt vairākus gadus. Nav domājams, ka pirmās paaudzes šūnas spēs nodrošināt enerģiju rentablāk nekā fosilā kurināmā avoti.
Otrā paaudze, kas tika intensīvi izstrādāta 1990. gados un 2000. gadu sākumā, ir lētas, zemas efektivitātes šūnas. Visbiežāk tie ir plānslāņa saules baterijas, dizaini, kuros izmantoti minimāli materiāli un lēti ražošanas procesi. Populārākie šāda veida materiāli ir vara indija gallija selenīds, kadmija telurīds (CdTe), amorfais silīcijs un mikromorfais silīcijs.
Otrās paaudzes šūnu standarta piemērs būtu Nanosolar ražotās šūnas, kas izmanto īpašu iekārtu, lai ārkārtīgi ātri izdrukātu šūnas. Lai gan šīm šūnām ir tikai 10–15% konversijas efektivitāte, samazinātās izmaksas vairāk nekā kompensē šo deficītu. Otrās paaudzes elementi var būt rentablāki nekā fosilais kurināmais.
Trešās paaudzes saules baterijas ir tikai pētniecības mērķis, un tās vēl īsti nepastāv. Saules enerģijas pētniecības mērķis ir ražot zemu izmaksu, augstas efektivitātes elementus. Tās, visticamāk, ir plānslāņa šūnas, kas izmanto jaunas pieejas, lai iegūtu efektivitāti 30–60% diapazonā. Daži analītiķi prognozē, ka trešās paaudzes šūnas varētu sākt komercializēt aptuveni 2020. gadā, taču tas ir tikai minējums. Tehnoloģijas, kas saistītas ar trešās paaudzes produktiem, ietver daudzsavienojumu fotoelementus, tandēma elementus, nanostrukturētas šūnas, lai labāk uztvertu krītošo gaismu, un pārmērīgas termiskās ražošanas izmantošana, lai uzlabotu spriegumu vai nesēja savākšanu.