Com mais de cem anos de existência, a tecnologia fotovoltaica ainda esta longe de atingir todo seu potencial. Sabe-se que uma célula solar convencional de junção única possui uma eficiência termodinâmica máxima de pouco mais de 33%. Conceitos que podem, pelo menos teoricamente, superar este limite ficaram conhecidos como a “terceira geração” das tecnologias fotovoltaicas. Este artigo apresenta algumas das principais idéias, como as células solares multijunção, concentração fotovoltaica, conversão espectral ascendente e descendente, geração de múltiplas excitações, células de banda intermediária e células solares de portadores quentes. Células multijunção consistem de filmes finos sobrepostos, desta forma elas são capazes de atingirem alta eficiência quando separadas em camadas com gaps de energia diferentes. O atual recorde mundial de eficiência fotovoltaica é de 46% em uma célula multijunção de semicondutores III-V com uma concentração de 508 sóis. Um dos maiores problemas das células convencionais é o fato de cada fóton poder gerar no máximo um par de elétron-hole. Este desafio poderia ser superado com os próximos conceitos. A conversão ascendente e as células solares de banda intermediária abordam o problema dos fótons de baixa energia, que não seriam capazes de excitar um par elétron-hole. Já a conversão descendente e a geração de múltipla excitação, abordam os fótons de alta energia que acabam perdendo energia na forma de calor. Células de portadores quentes consistem em reduzir as perdas de energia em termos da refrigeração do portador. Uma discussão sobre os benefícios e dificuldades destes conceitos será apresentada.