研究者发现有一些化合物半导体材料适于作太阳能光电转化薄膜。例如CdS，CdTe；Ⅲ-V化合物半导体：GaAs，克罗斯太阳能电池，AIPInP等；用这些半导体制作的薄膜太阳能电池表现出很好光电转化效率。具有梯度能带间隙（导带与价带之间的能级差）多元的半导体材料，可以扩大太阳能吸收光谱范围，进口太阳能电池，进而提高光电转化效率。使薄膜太阳能电池大量实际的应用呈现广阔的前景。在这些多元的半导体材料中Cu(In，Ga)Se2是一种性能优良太阳光吸收材料。以它为基础可以设计出光电转换效率比硅薄膜太阳能电池明显地高的薄膜太阳能电池，可以达到的光电转化率为18%.
单晶硅太阳能电池转换效率ZUI高，太阳能电池，技术也ZUI为成熟。在实验室里ZUI高的转换效率为24.7%，进口光电池，规模生产时的效率为15%（截止2011，为18%）。在大规应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于单晶硅成本价格高，大幅度降低其成本很困难，为了节省硅材料，发展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜作为单晶硅太阳能电池的替代产品。
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