薄膜太阳能电池是一种半导体层厚度在几微米到几十微米的太阳能电池。它是在成本较低的玻璃衬底上堆积结晶硅系等材料的薄膜而形成的元件，具有节约原材料、效率高、特性稳定以及衬底成本较低的特点。由于单晶硅、多晶硅太阳能电池的半导体层较厚，如结晶硅太阳能电池的半导体层的厚度达到300μm，随着太阳能发电的应用与普及，大规模生产时需要大量高纯度的硅材料。因此使用原料少、效率高的薄膜太阳能电池将会得到广泛的应用。吸收系数是各种半导体材料的重要参数，吸收系数越大，光吸收层的厚度越薄。由于结晶硅是间接迁移性吸收太阳能，可视光领域的吸收系数较小，所以光吸收层较厚，为200～400μm，而CdTe、Cu（InGa）Se ₂ （以下用CIGS表示）以及硅系材料的吸收系数较大，用于太阳能电池材料的厚度只需1μm左右。可见，在使用大面积的太阳能电池时，如果用较薄的半导体层的薄膜太阳能电池，可以大大节约材料、降低成本。因此，CIGS、非晶质等材料有望在薄膜太阳能电池中得到广泛的应用。

薄膜太阳能电池可分为硅系、Ⅱ—Ⅵ族化合物等薄膜太阳能电池。硅系薄膜太阳能电池可分为结晶硅系（单晶硅、多晶硅以及微晶硅）、非晶质以及由两者构成的混合型薄膜太阳能电池。一般的非晶质薄膜太阳能电池的光吸收层的厚度为0.3μm左右。为了提高非晶质薄膜太阳能电池的转换效率，人们正在研究开发非晶质与多晶硅构成的混合型薄膜太阳能电池。为了克服非晶质薄膜太阳能电池的弱点，目前人们寄希望于多晶硅或微晶硅的薄膜太阳能电池。

CIGS系太阳能电池在薄膜太阳能电池中转换效率较高，将来可达到25%～30%。大面积组件的转换效率已达12%，在薄膜系中最高。这种太阳能电池的可靠性高、安全性好、无光劣化、耐辐射性好，有望成为新的主流太阳能电池。在化合物薄膜太阳能电池中，小规模CIGS薄膜太阳能电池已有产品上市，用于住宅发电的大面积组件已进入试制阶段，将来有望用于住宅太阳能光伏系统。

薄膜太阳能电池还存在一些亟待解决的课题，如微结晶硅、多晶硅薄膜太阳能电池需要提高小面积电池单元的转换效率；非晶质薄膜太阳能电池需要提高大面积组件的转换效率的稳定性以及降低制造工艺的成本；CIGS、CdTe等薄膜太阳能电池需要提高转换效率、开放电压、大面积均匀制膜技术等。