目前，传统的硅类太阳能电池的能量转换效率已接近30％左右的上限。有一种电池通过将可吸收其他波长光的光伏面板材料重叠在一起，可在面积不变的情况下，突破能量转换效率的界限，这就是“串联型太阳能电池”(Tandem太阳能电池)。在太阳能面板设置地点较少的日本，这种太阳能电池因有望成为脱碳的有效手段而备受期待。
“纯电动汽车（EV）可在不充电的情况下行驶35公里”,在2021年12月东芝召开的在线技术说明会上，转换器技术实验室研究员山本和重这样描述该公司开发的串联型太阳能电池的性能。
东芝开发出了层叠在硅材料上的透明太阳能电池（顶部单元，Top Cell）。作为使用亚氧化铜的透射型太阳能电池，实现了8.4％的能量转换效率，达到全球最高水平。作为与硅材料层叠的串联型太阳能电池，经推算能量转换效率达到27.4％，超过了硅类太阳能电池的全球最高效率（26.7％）。
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太阳能电池不管使用哪种材料，可用于发电的光的波长都有限。比如，普通的硅材料只能吸收波长相对较长的光。为了弥补这一缺点，串联型太阳能电池通过将不同材料制成的、可吸收短波长光的太阳能电池重叠在一起，可利用更多波长的光来发电。被认为由此可实现40～50％的能量转换效率。
只要吸收的波长不重叠，太阳能电池材料可以自由组合。有时会重叠2～3层甚至6层不同的材料。与分别用各种太阳能电池单独发电相比，设置面积小。在适合设置太阳能电池板的地方少的日本，这是有效的手段。
东芝的氧化亚铜太阳能电池是对普及串联型太阳能电池很重要的成果。因为串联型太阳能电池“作为吸收短波长的太阳能电池，只能组合价格是硅数千倍的砷化镓等材料的太阳能电池，成本增加”（东京大学的濑川浩司教授）。原来只能在允许高成本的宇宙开发等领域使用，而如果使用资源丰富的铜，可以吸收短波长的光，以低成本制造。
有望用于串联型太阳能电池的另一种太阳能电池是轻薄的“钙钛矿型”太阳能电池。由于材料组合自由度高，因此通过改变材料，吸收的波长也会改变，容易制造吸收短波长光的太阳能电池。
英国牛津大学创办的初创企业Oxford PV于2020年底通过重叠钙钛矿型串联型太阳能电池实现了29.5％的转换效率。濑川教授说“如果将全世界的太阳能电池都换成串联型太阳能电池，将大大接近实现脱碳”。
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