هدف نهایی هر نوع فناوری سلولهای خورشیدی آن است که قیمت راه اندازی آن به ازای هر وات انرژی تولیدی قابل مقایسه با فناوری های برپایه سوخت فسیلی و قابل رقابت با سایر فناوری های فوتوولتائیک باشد. هزینه ساخت ماژول های سلول خورشیدی سیلیکونی در حال کاهش است و از ۴ دلار به ازای هر وات در سال 2008 به 5/12 دلار به ازای هر وات در سال 2011 رسیده است. این در شرایطی است که بازده ماژول این نوع سلول خورشیدی از 15 % به 20 % و طول عمر کارکرد مفید آنها به ۲۵ سال افزایش یافته است. در شرایط عادی منطقی به نظر میرسد که انتظار داشته باشیم قیمت ماژول سلولهای خورشيدی سيليکونی روند کاهشی داشته باشد و به قیمت تقریبی 7/0 وات به ازای هر دلار و بازده بین ۱۸ تا ۲۲ درصد برسد. گامهای بلندی در زمینه تجاری سازی فناوری سلولهای خورشیدی لایه نازک برداشته شده و امروزه، بازده ماژول سلول های خورشیدی لایه نازک بر پایه کادمیوم تلوراید به 10 تا 5/12 % با هزینه 7/0 دلار به ازای هر وات رسیده است. بر پایه نقشه راه برای فناوری سلول های خورشیدی لایه نازک، انتظار میرود بازده ماژول به ۱۴ % و هزینه ساخت به 5/0 دلار به ازای هر وات برسد. ماژول سلولهای خورشیدی بر پایه CuInGaSe امروزه به صورت تجاری موجود است و ماژول هایی با بازده بین ۱۲ تا ۱۵ % و هزینه کمتر از 5/0 دلار به ازای هر وات ساخته شدهاند. سوالی که مطرح می شود آن است که در بازار سلولهای فتوولتائیک ســـلول های خورشيدی رنگدانهای چگونه می تواند به لحاظ بازده، هزینه ساخت ماژول، پایداری بیش از 20 سال، و نیز تقاضای بازار برای این نوع سلول و میزان در دسترس بودن مواد اولیه یا سایر انواع سلول خورشیدی رقابت کند. حقیقت آن است که سلولهای خورشیدی رنگدانهای میتوانند از مواد قابل دسترس و غیر سمی ساخته شوند که این مساله میتواند از مزایای اصلی این نوع سلول نسبت به سلولهای خورشیدی لایه نازک باشد. برای آن که یک ماژول سلول خورشیدی رنگدانهای با یازده ۱0 % تجاری شود باید هزینه ساختن آن ها بسیار ارزان قیمت باشد؛ این امر مستلزم آن است که حداقل یکی از زیر لایههای شیشهای از ساختار کلی سلول حذف شود تا هزینه به مقدار متری 20 دلار برسد. در طراحی ساخت ماژول مساله هزینه و بازدهی باید همزمان درنظرگرفته شوند. به عنوان مثال، نصب ماژول سلول خورشیدی با بازدهی 10 % درحقیقت به معنای 3/0 دلار به ازای هر وات گران تر از یک ماژول ۱۵ درصدی است. بنابراین، قیمت ماژول 10 درصدی باید در حدود 2/0 تا 3/0 دلار به ازای هر وات باشد تا بتواند با هزینه ساخت مترمربعی 20 تا 30 دلار قابل استفاده به عنوان یک تولید کننده انرژی باشد. پرهزینه ترین بخش یک ماژول زیر لایههای آن است. در مقیاس گیگاواتی، شیشه آلایید شده با فلورئورین (FTO) قیمتی بین ۸ تا ۱۲ دلار به ازای هر متر مربع دارد؛ این در حالی است که قیمت شیشه ساده بدون پوشش در حدود ۵ دلار به ازای هر وات است. در نتیجه، در ساخت سلول خورشیدی رنگدانهای بر پایه ۲ زیر لایه شیشه ای، هزینه زیر لایه در حدود ۱۳ دلار در هر متر مربع خواهد بود. این به آن معناست که برای بقیه قسمتهای سلول فقط میتوان بین ۷ تا ۱۷ دلار در متر مربع هزینه کرد تا امكان تجاری سازی وجود داشته باشد. چالش اصلی همین مساله است. سلولهای خورشیدی رنگدانهای بسیار ارزان قیمت را می توان بر پایه زیر لایههای فلزی مانند استیل، آلومینیوم یا پلاستیک ساخت تا از هزینه شیشه کاسته شود. مساله اصلی در اینجا آن است که الکترولیت یدی خورنده آلومینیوم و استیل است. در نتیجه، تحقیقات به سمت رونشانی این زیر لایهها با پوشش بدون ترک و نیز ساخت الکترولیتهای غیر خورنده در حال انجام است. علاوه بر زیر لایه های فلزی، زیر لایههای پلاستیکی نیز به عنوان موادی ارزان قیمت مطرح هستند. مساله اصلی در مورد زیر لایه های پلاستیکی آن است که رطوبت به راحتی میتواند در آنها نفوذ کند. تحقیقات برای ساخت زیر لایههایی با نفوذ آب کمتر در حال انجام است. راهکار جالب دیگر آن است که سلولهای خورشیدی رنگدانهای ساخته شود که در مقابل آب پایدار باشد. مساله دیگر این است: لایهنشانی لایههای اکسیدی هادی بر روی پلاستیک عمدتاً گران تر، کدرتر، و با مقاومت الکتریکی بیشتر نسبت به زیر لایه های شیشهای هستند. که همه این ها منجر به بازده کمتر آنها می شود. بنا براین، چالش اصلی در این مرحله دستیابی به زیر لایههای شفاف هادی با بازده قابل مقایسه با شیشه است. دستیابی به ماژول سلولهای خورشیدی رنگدانهای با بازده 14 % مساله فوق ارزان بودن این سلولها را حل می کند. این امر مستلزم دست یابی به بازده 15 % در مقیاس آزمایشگاهی است. نرخ کم افزایش در بازدهی سلولهای خورشیدی رنگدانهای در 10 سال اخیر به این دلیل است که بیشینه قابل دست یابی برای سیستم الکترولیت یدی و رنگدانه روتینیومی حدود ۱۳ درصد است. کاهش پتانسیل اتلافی داخلی تا حدود 500 میلی ولت با تطبیق بهتر سطوح انرژی در مرز رنگدانه – الکترولیت، بهره گیری از رنگدانههایی با قدرت جذب بیشتر نور در فیلمهای نازک تر و ممانعت از اتلاف باز ترکیب الكترونها می تواند سبب دستیابی به بهره ۱۹ درصد با رنگدانهای با لبه جذب تا 920 نانومتر شود. در نهایت، با وجود آن که تحقیقات ابتدایی در ارتقای فناوری های ماژولهای سلول خورشیدی رنگدانهای انجام شده است، فهم و مطالعه دقيق طول عمر سلول و سازوکارهای تخریب آنها مستلزم مطالعات گسترده آتی در این زمینه است.
