薄膜型太陽能電池由于使用材料較少，就每一模塊的成本而言比起堆積型太陽能電池有著明顯的減少，制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塊，如此一來便可省下了獨立模塊所需在固定和內部連接的成本。未來薄膜型太陽能電池將可能會取代現今一般常用硅太陽能電池，而成為市場主流。非晶硅太陽能電池與單晶硅太陽能電池或多晶硅太陽能電池的最主要差異是材料的不同，單晶硅太陽能電池或多晶硅太陽能電池的材料都疏，而非晶硅太陽能電池的材料則是SiH4，因為材料的不同而使非晶硅太陽能電池的構造與晶硅太陽能電池稍有不同。

SiH4最大的優點為吸光效果及光導效果都很好，但其電氣特性類似絕緣體，與硅的半導體特性相差甚遠，因此最初認為SiH4是不適合的材料。但在1970年代科學家克服了這個問題，不久后美國的RCA制造出第一個非晶硅太陽能電池。雖然SiH4吸光效果及光導效果都很好，但由于其結晶構造比多晶硅太陽能電池差，所以懸浮鍵的問題比多晶硅太陽能電池還嚴重，自由電子與電洞復合的速率非常快；此外SiH4的結晶構造不規則會阻礙電子與電洞的移動使得擴散范圍變短。基于以上兩個因素，因此當光照射在SiH4上產生電子電洞對后，必須盡快將電子與電洞分離，才能有效產生光電效應。所以非晶硅太陽能電池大多做得很薄，以減少自由電子與電洞復合。由于SiH4的吸光效果很好，雖然非晶硅太陽能電池做得很薄，仍然可以吸收大部分的光。

非晶硅薄膜型太陽能電池的結構不同于一般硅太陽能電池，如圖9所示，其主要可分為三層，上層為非常薄（約為0.008微米）且具有高摻雜濃度的p＋；中間一層則是較厚（0.5∼1微米）的純質層（Intrinsiclayer），但純質層一般而言通常都不會是完全的純質（Intrinsic），而是摻雜濃度較低的n型材料；最下面一層則是較薄（0.02微米）的n。而這種p+-i-n的結構較傳統p-n結構有較大的電場，使得純質層中生成電子電洞對后能迅速被電場分離。而在p＋上一層薄的氧化物膜為透明導電膜（TransparentConducTIngOxide:TCO），它可防止太陽光反射，以有效吸收太陽光，通常是使用二氧化硅（SnO2）。非晶硅太陽能電池最大的優點為成本低，而缺點則是效率低及光電轉換效率隨使用時間衰退的問題。因此非晶硅太陽能電池在小電力市場上被廣泛使用，但在發電市場上則較不具競爭力。