非晶硅太阳能电池使用廉价的材料，如玻璃、塑料、陶瓷、石墨和金属片作为衬底。不同的沉积技术被用于逐层生长P型或N型半导体材料以形成半导体能带。它的结构中有许多所谓的“悬挂键”，即不与周围原子结合的电子。这些电子在光的作用下移动，形成内部电场并产生电流。由于材料和技术的原因，非晶硅电池可以做得很薄，厚度只有几微米。薄膜太阳能电池有很多种，包括非晶硅ⅲ-ⅴ族化合物和铜铟硒薄膜电池。除了平板和平面，薄膜电池还可以制成柔性透明薄膜电池，它可以与建筑物结合，甚至与建筑物的玻璃结合。由于薄膜电池的硅消耗大幅降低，成本优势非常明显，但由于材料引起的光电效应退化，稳定性不高，发电效率约为13%
房顶太阳能光伏板
晶硅薄膜太阳电池制备工艺的流程为所有光伏电池中流程短。但是对非晶硅半导体膜系的真空PECVD制备从膜系设计到工艺过程控制的要求是非常严格的。
当前小面积电池的实验室制备已达到接近15%的光电转换效率，而工艺生产的大面积组件在大多数生产线上还未达到认证效率6%。理论上大面积组件的极限是小面积器件的85-90%，小面积器件与组件的光电准换效率的差距体现了一条生产线的技术水平。
国际上少数非晶硅生产线已制备出认证效率8%以上的组件，由于几乎所有其他类型的光伏组件(包括当前热议的微晶硅薄膜电池)在实际运行高温情况与阴天低照度下性能不佳的问题而唯独非晶硅组件在这些实际运行条件下表现秀的性能，所以其它类型的大面积薄膜电池的低成本规模制造出认证光电转换效率超过12%的组件以前，即使在规模发电应用，回收工厂太阳能发电板，非晶硅光伏组件以其低的制造成本，适中的，回收客退太阳能发电板，并不像误传的那么差的光电转换效率，是无法被淘汰的，且不说美丽的半透明组件以及可以弯曲，质量轻又不易破碎的柔性组件等只有非晶硅具备的优越性能的应用了。
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