薄膜型太陽能電池由於使用材料較少，就每一模組的成本而言比起堆積型太陽能電池有著明顯的減少，製造程序上所需的能量也較堆積型太陽能電池來的小，它同時也擁有整合型式的連接模組，這樣可省下獨立組件所需在固定和內部連接的成本。薄膜太陽能電池是緩解能源危機的新型光電材料。
薄膜太陽能電池的類型
現在，薄膜太陽能電池要達到兩個目標：
- 是要具有足夠的柔韌性，能夠在大型建築材料表面附著。
- 是要實現和傳統太陽能電池一樣的效率，甚至更高。
不同的製備技術所得的薄膜太陽能板和傳統的太陽能板相比，具有不同的優缺點。 通常對薄膜太陽能板的命名來自於半導體材料的類型。
1. 非晶矽（Amorphous silicon, a-Si）又名無定形矽
最常見的半導體層是由非晶矽 (a-Si) 製成。是最早的也是最成熟的用於製作薄膜太陽能電池。這可能是因為晶體矽早已用在傳統太陽能電池上，人們對矽電子的性質的了解比較透徹。
- 優點：晶體矽通常呈正四面體排列，每一個矽原子位於正四面體的頂點，並與另外四個矽原子以共價鍵緊密結合。這種結構可以延展得非常龐大，從而形成穩定的晶格結構。而無定性矽不存在這種延展開的晶格結構，原子間的晶格網絡呈無序排列。與晶體矽不同，比結晶矽大500倍的太陽能吸收率使其做成薄膜結構成為可能，也有效降低了成本。 由於其原料充足、無毒、可以自由裁剪、低成本、生產速度也快的特點，無定形矽迅速成為第一薄膜法，進軍主流。
- 缺點：
- 壽命短：在光的不斷照射下會發生所謂史坦伯- 勞斯基效應（Staebler–Wronski Effect, SWE）效應，光電轉化效率會下降到原來的25%，這本質上正是非晶矽中有太多的以懸鍵為代表的缺陷，致使結構不穩定。
- 光電轉化效率遠比晶體矽低：現今市場上的晶體矽的光電轉化效率為12%，最近面世的晶體矽的光電轉化效率已經提高到18%，在實驗室里，甚至可以達到29%，然而非晶矽的光電轉化效率一直沒有超過10%。所以大多數只出現在小規模、柔性較好的電子產品。
2. 碲化鎘（CdTe）
以CdTe為基礎的太陽能電池是第二受歡迎的光伏技術，轉換效率穩定在5%左右，製造過程簡單且快速。 可以和矽基材料相媲美，轉換效率的提高，也促進了它的應用。
- 優點：
- 高效吸收：CdTe 是一種直接能隙（Bandgap）材料，與太陽光譜匹配良好，其帶隙能量約為1.45（eV），非常適合使用單結將太陽光轉換成電能。
- 超低成本且製造快速：CdTe 薄膜電池成本比化石燃料還便宜，也是目前最便宜的太陽能電池板。
- 良好的抗衰減性能：從長期的效率衰退情況來看（25年）：目前晶矽太陽能電池效率衰減20%、，而CdTe太陽能電池組件的轉換效率衰減經美國再生能源實驗室研究，電池具有較低的長期線性衰減率，約12.5%。
- 具有最小的碳排放以及投資回收期：工藝相對簡單，標準工藝，低能耗，無污染。
- 強弱光均可發電：可吸收95%以上的陽光，CdTe太陽能面板效率能夠達到 19%。
- 缺點：鎘作為重金屬是有毒的。 碲化鎘太陽能電池在生產和使用過程中的萬一有排放和污染，會影響環境。
雖然Cd+有毒，但是在生產過程中採用閉環生產，污水採用零排放工藝要求，確保鎘不會污染環境。 且美國相關單位統計研究發現CdTe生產過程中Cd的污染指數為0.3，與天 燃氣污染指數相同。
3. 銅銦鎵硒（CIGS）
這種太陽能電池是另一種受歡迎的半導體類型。 製備CIGS的技術在歐洲和日本越來越受到重視，而且世界各地的生產商使用這種技術來充分發掘環境友善材料的轉換效率的潛力。
- 優點：
- 是一種環境友善材料：其與矽晶太陽能電池相比，只需極小部份的原料，有利於生產商追求長遠利益。
- 具有較高的潛在效率：轉換效率可以達到20%，可使用軟性基板，也有很大的熱阻。由於其不易分解，在一些使用壽命要求較高的設備中應用潛力很大。
- 缺點：
- 由於其不易分解，在一些使用壽命要求較高的設備中應用潛力很大。
- CIGS技術尚未超過傳統的矽基太陽能板，雖然基於實驗室合成的效率超過20%，但在實際應用上效率還達不到實驗值的一半。
4. 銅鋅錫硫（CZTS）
在尋找既環境友善又原料豐富的太陽能電池材料的路上，科學家發現CZTS。CZTS和CIGS在性能和製備方法上很類似，但其效率較低。
- 優點：CZTS是由地球上儲量豐富的銅、鋅、錫、和硫硒化物所組成。 這意味著這種化合物既環保又便宜。
- 缺點：
- CdTe和CIGS中的碲和銦在地球中含量卻很稀少。
- CZTS現在仍處於發展的早期階段，為了達到商業化，提出了較高的效率要求，現在所能達到的轉換效率約為7.6%。只有效率至少達到20%，才能成為同類太陽能電池的佼佼者。
