从70年代人们就已经开始在廉价衬底上沉积多晶硅薄膜,由于生长条件一直处于摸索阶段，现在已经能制备较好的纳米多晶硅薄膜太阳能电池。目前制备多晶硅薄膜太阳能电池多采用低压化学气相沉积法(LPCVD),液相外延法(LPPE)和溅射沉积法。
化学气相沉积主要是以SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4或SiH4为反应气体,在一定的保护气氛下反应生成硅原子并沉积在加热的衬底上,衬底材料一般选用Si、SiO2、Si3N4等。研究发现，在衬底上先沉积一层非晶硅层退火，得到较大的晶粒,然后再在这层籽晶上沉积厚的多晶硅薄膜,该工艺中的区熔再结晶技术对于制备多晶硅薄膜是很重要的技术。多晶硅薄膜太阳能电池的制作技术和单晶硅太阳能电池相似，但是通过了再结晶技术制得的太阳能电池转换效率明显提高。德国费莱堡太阳能研究所采用区熔再结晶技术在FZSi衬底上制得的多晶硅薄膜太阳能电池转换效率为19％，日本三菱公司用该法制备电池，转换效率达16.42%[8],美国Astropower 公司采用LPE法制备的多晶硅薄膜太阳能电池转换效率达12.2％[9]。北京市太阳能研究所采用快速热化学气相沉积法(RTCVD)在重掺杂的单晶硅衬底上制备了多晶硅薄膜太阳能电池，效率达到13.61%[10]。
纳米多晶硅薄膜太阳能电池可以在廉价衬底上制备，且无效率衰减问题，转化效率比非晶硅薄膜太阳能电池高，成本低，所以具有市场发展潜力。
2、非晶硅薄膜太阳能电池
早在上个世界70年代初，Carlson等人用辉光放电分解甲烷的方法实现了氢化非晶硅薄膜的淀积，正式开始了对非晶硅太阳能电池的研究，近年来随着研究成果的发表，世界上许多家公司在生产该种太阳能电池产品。
制备非晶硅薄膜太阳能电池的方法有PECVD法、反应溅射法等，反应原料气体为H2稀释的SiH4，衬底主要为玻璃及不锈钢片，制成的非晶硅薄膜经过不同的电池工艺过程可分别制得单结非晶硅薄膜太阳能电池和叠层非晶硅薄膜太阳能电池。目前单结非晶硅薄膜太阳能电池的最高转化效率为13.2%。日本中央研究院采用一系列新措施，制得的非晶硅电池的转换效率为13.2％[11]。国内关于非晶硅薄膜太阳能电池特别是叠层太阳能电池的研究并不多，南开大学的耿新华等采用工
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业用材料，以铝背电极制备出面积为20×20cm2、转换效率为8.28％的a－Si/a－Si 叠层太阳能电池[12]。
非晶硅太阳能电池具有成本低、重量轻等优点，目前已经在计算机、钟表等行业广泛应用，具有发展潜力。
3、多元化合物薄膜太阳能电池
为了寻找硅太阳能电池的替代品，目前，在发展硅系太阳能电池的同时,人们也在研制其它材料的太阳能电池。这其中主要包括砷化镓Ⅲ-Ⅴ族化合物、硫化镉及铜铟硒薄膜太阳能电池等。
砷化镓属于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料制成的太阳能电池在宇宙空间领域得到广泛应用。研究的砷化镓系列太阳能电池有单晶砷化镓、多晶砷化镓、镓铝砷—砷化镓异质结、金属—半导体砷化镓、金属—绝缘体—半导体砷化镓太阳能电池等。这种太阳能电池的转化效率较高，单结的太阳能电池的转化效率为26-28%[5]，2、3结的太阳能电池的转化效率将更高，砷化镓薄膜太阳能电池具有耐辐射，温度特性好，适合聚光发电等优点。1998年德国费莱堡太阳能系统研究所制得的砷化镓太阳能电池转换效率为24.2%[4],为欧洲最高记录。另外,该研究所还采用堆叠结构制备电池,该电池是将两个独立的电池堆叠在一起, GaAs作为上电池,下电池用的是GaSb,所得到的电池转换效率达到31.1%[4]。
铜铟硒CuInSe2简称CIS，是直接带隙半导体，带隙为2.42eV，光吸收系数较大。CIS薄膜太阳能电池从80年代最初8％的转换效率发展到目前的15％左右。1996年美国可再生能源研究室研制出转换效率为18.8％的CIS薄膜太阳能电池[13],是薄膜太阳能电池的世界纪录。CIS薄膜太阳能电池，具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点，但同时由于制造技术尚未成熟，该类电池的转换效率会随着太阳能电池面积的增加而急剧下降的缺点。
硫化镉薄膜太阳能电池。它是用硫化亚铜为阻挡层,构成异质结,按硫化镉材料的理论计算,其光电转换效率可达16.4%[13]。硫化镉太阳能电池制造简单,设备容易操作，易于大规模生产。但缺点是镉有剧毒，会对环境造成严重的污染，虽然多元化合物薄膜太阳能电池的转换效率较非晶硅薄膜太阳能电池转换效
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率高,成本较单晶硅太阳能电池低,而且也易于大规模生产,但由于其组成元素大都剧毒,会对环境造成严重的污染,有的元素比较稀有。因此,这种电池并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代品。
4、聚合物薄膜太阳能电池
聚合物薄膜太阳能电池是太阳能电池刚刚开始研究的一个方向。其原理是利用不同氧化还原型聚合物的不同氧化还原电势,在电极表面进行多层复合,制成类似无机P-N结或异质结的单向导电装置。1995年Yu Hall等人制作了第一个聚合物—聚合物本体异质结光伏器件。2001年，剑桥大学Friend等人在《科学》杂志上报道了在490nm处外量子转换效率达到34％，能量转换效率达到1.95％的给体-受体结构的聚合物薄膜太阳能电池[14]。2006年中科院候剑辉等人获得了转换效率为3.18%的聚合物薄膜太阳能电池[15]。
由于有机材料由色素或高分子构成，所以聚合物薄膜太阳能电池具有成本低、对环境无影响、制造方法简单、能耗少等优点。但是聚合物薄膜太阳能电池是否能发展成为具有实用意义的产品,还有待于进一步研究探索。
5、染料敏化薄膜太阳能电池
染料敏化薄膜太阳能电池是一种新型的高效、低成本太阳能电池。自1991年由Gratzel[16]提出以来,染料敏化薄膜太阳能电池一直是国内外研究的热门课题,使用含碘的有机溶剂液态电解液的染料敏化二氧化钛纳晶薄膜太阳能电池转效率已超过11%[17]。
染料敏化薄膜太阳能电池的原理是TiO2表面吸附一层对可见光具有良好的吸收性能的染料光敏化剂后,染料分子在可见光的作用下,通过吸收光能而跃迁到激发态,通过染料分子和TiO2表面的相互作用,电子跃迁到较低能级的导带,进入TiO2导带的电子被导电电极薄膜收集,通过外回路,回到反电极产生光电流。
染料敏化薄膜太阳能电池的优点在于成本低廉、工艺简单和性能稳定。其转换效率稳定在10%以上,寿命能达到20年以上。
6、柔性光伏电池的发展
柔性太阳能电池具有重量轻、可以折叠、卷曲、甚至可以粘贴在其他物体表
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