在薄膜太陽(yáng)能電池中，光伏有源層僅有幾微米厚。與結(jié)晶硅相比，它們可以應(yīng)用于各種基材，例如金屬，玻璃或塑料。原則上，即使是印刷工藝也可以實(shí)現(xiàn)最佳的批量生產(chǎn)。由于不斷發(fā)展，2014年薄膜太陽(yáng)能電池已經(jīng)能夠確保占世界市場(chǎng)9％的份額。

用于薄膜太陽(yáng)能電池的最重要的半導(dǎo)體材料是碲化鎘和銅銦鎵二硒化物。因此，實(shí)現(xiàn)了超過(guò)百分之二十的效率，其大致對(duì)應(yīng)于由多晶硅制成的電池的效率。與硅電池相比，高溫下的電流效率不會(huì)降低，此外，薄膜太陽(yáng)能電池甚至可以有效地將散射在地球大氣中的散射太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成電能。此外，它們的重量較輕，擴(kuò)展了安裝選項(xiàng)。

薄膜太陽(yáng)能電池也可以由非晶非晶硅廉價(jià)地制造。但對(duì)這些細(xì)胞感到失望，效率目前超過(guò)百分之十。總體而言，薄膜技術(shù)仍然具有很大的優(yōu)化潛力，無(wú)論是在效率還是在降低生產(chǎn)成本方面。

具有放大鏡效果的高級(jí)鏡頭可以將更大面積的太陽(yáng)光聚集到高達(dá)千倍的強(qiáng)度。這些鏡頭的重點(diǎn)是特殊的，通常是多級(jí)太陽(yáng)能電池，目前正在實(shí)現(xiàn)最佳效率。到目前為止，兩個(gè)，三個(gè)或四個(gè)不同太陽(yáng)能電池的堆疊已經(jīng)在彼此之上進(jìn)行了測(cè)試。在電池中，使用化合物半導(dǎo)體，例如砷化鎵或磷化鎵銦。這些堆疊的目的是能夠盡可能多地使用完整的太陽(yáng)光譜用于光伏發(fā)電。每個(gè)堆疊的電池覆蓋太陽(yáng)光譜的不同區(qū)域。

多年來(lái)，研究所創(chuàng)建了聚光透鏡和堆疊電池的最佳組合。該研究所擁有508倍的陽(yáng)光濃度，擁有四倍電池效率46％的世界紀(jì)錄。四個(gè)子電池中的每一個(gè)使用四分之一的光粒子，范圍從200到1750納米。然而，對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)，這些電池類型對(duì)于材料和生產(chǎn)成本而言太昂貴以與晶體硅競(jìng)爭(zhēng)。然而，它們具有巨大的應(yīng)用潛力，例如為衛(wèi)星供電和具有強(qiáng)烈陽(yáng)光直射的區(qū)域。

有機(jī)太陽(yáng)能電池不使用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體晶體，而是使用有機(jī)化學(xué)研究主題的特殊碳?xì)浠衔?。這些太陽(yáng)能電池仍處于開(kāi)發(fā)階段，但具有很大的應(yīng)用潛力，例如在服裝中或在透明版本中，集成到大面積的窗玻璃上。光伏有源層可以非常薄地施加在柔性塑料薄膜上。尋求在卷筒印刷中廉價(jià)的大規(guī)模生產(chǎn)。作為有機(jī)半導(dǎo)體，使用導(dǎo)電分子鏈和諸如銅酞菁的小分子。在大多數(shù)情況下，使用兩種不同的變體：吸收電子的受體層和釋放電子的供體。在它們的邊界層處，在光粒子進(jìn)入正電荷和負(fù)電荷之后，載流子可以形成并被傳輸?shù)诫姌O。

隨著大量有機(jī)半導(dǎo)體的測(cè)試，有機(jī)太陽(yáng)能電池的效率近年來(lái)已增加到高達(dá)11％。他們還不能與硅制成的太陽(yáng)能電池競(jìng)爭(zhēng)，但預(yù)計(jì)會(huì)進(jìn)一步增加。同時(shí)，正在開(kāi)發(fā)制造工藝以保護(hù)電池中的有機(jī)半導(dǎo)體免受空氣和水分分解。有機(jī)太陽(yáng)能電池的開(kāi)發(fā)受益于可銷售的有機(jī)發(fā)光二極管，因?yàn)樵谀K中使用類似的半導(dǎo)體物質(zhì)。